المقاومة الكهربائية


#1

المقاومة الكهربائية اكثر العناصر الإلكترونية استخداماً تكاد لا تخلو دائرة الكترونية منها ما سر هذا العنصر واهميته الخصوي التي جعلته عنصراً اساسياً في كل دائرة الكترونية من خلال هذه السلسة سوف نتعرف علي المقاومة الكهربائية ما هي ؟ استخداماتها انواعها فوائدها طرق قياسها وامثلة عملية علي كل نوع والدوائر التي يمكن ان تتواجد بها

استخدامات المقاومة الكهربائية ودورها الذي تلعبه في كل دائرة

باختصار نستخدم المقاومة الكهربائية للتحكم في الجهود والتيارات التي تسري عبر اجزاء الدائرة المختلفة
ويتم ذلك علي حسب نوع التوصيل هل هو توالي ام توازي فالتوصيل علي التوالي يتحكم في الجهود والتوصيل علي التوازي يتحكم في التيارات

لكن لماذا نريد التحكم في الجهود والتيارات ؟؟

في كل دائرة الكترونية هنالك اكثر من عنصر واحد وكل عنصر من هذه العناصر يحتاج إلي جهد وتيار محددين فاذا كان الجهد اكثر من ما يحتاجه العنصر فلن يتحمله العنصر وسوف يحترق العنصر واذا كان الجهد اقل من ما يحتاجه العنصر فسوف يحدث خلل في اداء العنصر لوظيفته ولن يؤدي وظيفته كما نريد منه
وهنا ياتي دور المقاومة الكهربائية بان تساعدنا علي إعطاء كل عنصر الجهد والتيار الذي يحتاجه دون زيادة او نقصان

لكن كيف تقوم المقاومة الكهربائية بالتحكم في الجهود والتيارات ؟؟

باختصار تقوم المقاومة الكهربائية باعاقة حركة الالكترونات عبر الموصل مما يسبب في تقليل عدد الالكترونات الماره عبر الموصل وذلك يؤدي الي تقليل التيار
وذلك يرجع الي تكوين المقاومة والمواد المصنعة منها فالمقاومة تحتوي علي شوائب من مواد غير موصلة بنسبة تختلف حسب قيمة المقاومة
وعمل المقاومة في الدوائر يشبه عمل السدود في الانهار و البلوفة في توصيلات الشبكات المائية فعندما نريد ان نحتجز كمية من المياه في نهر ماء او نريد ان نقلل من كمية المياه الجارية عبر النهر نقوم ببناء السدود او وضع العوائق في مجري الماء نفس النظرية تقوم بها المقاومة الكهربائية باعاقة حركة الالكترونات الماره عبر الموصل مثل السدود في الانهار

هل يمكن ان نستغني عن المقاومة الكهربائية في الدوائر الإلكترونية ؟؟

نعم يمكن ان نستغني عن المقاومة الكهربائية لكن في سبيل ذلك سوف نحتاج الي مصدر جهد منفرد لكل عنصر او كل مجموعة عناصر
فمثلا سوف نحتاج إلي مصدر جهد 5 فولت للعناصر التي تستخدم 5 فولت ومصدر جهد 3 فولت للعناصر التي تستخدم 3 فولت وهكذا لكل مجموعة عناصر حسب جهدها
لكن بوجود المقاومة الكهربائية يمكننا ان نستخدم مصدر جهد واحد فقط ثم نقوم بالتحكم به عن طريق المقاومات لاعطاء كل عنصر الجهد المناسب له وسوف نتطرق في مقال لاحق الي كيفية حساب المقاومة المناسبة لإعطاء كل عنصر الجهد المناسب له
تقاس المقاومة بالاوم ومضاعفات الاوم كيلو اوم ميقا اوم وغيره
وتعريف المقاومة الكهربائية حسب ما جاء في ويكيبيديا كالاتي
( “ هي خاصية فيزيائية تتميز بها الموصلات المعدنية في الدوائر الكهربائية. تعرف على أنها قابلية المواد لمقاومة مرور التيار الكهربائي فيها.
وهي إعاقة المادة لمرور التيار الكهربائي (الإلكترونات) خلالها. وتحدث الإعاقة في المادة سواء أكانت من الموصلات (كالفلزات) أو غير الموصلات ولكن بدرجات مختلفة. يلزم للألكترونات التغلب على هذه المقاومة للوصول إلى تعادل في الشحنة . وحدة المقاومة هي الأوم.
يرمز لها بالحرف اللاتيني R، تعطى قيمتها بالأوم (Ω). ترتبط هذه الخاصية بمفهومي المقاومية والتوصيل الكهربائيين” )

انواع المقاومات

هنالك انواع عديدة ومتعددة من المقاومات لكننا سوف نركز علي بعض الانواع التي تستخدم بكثرة في الدوائر الالكترونية وسوف نتناول كل نوع بشئ من التفصيل ومن انواعها

المقاومة الثابت ( الاكثر استخداماً)

المقاومة المتغيرة

المقاومة الضوئية

المقاومة الحرارية

المقاومة الثابتة

هي من اكثر انواع المقاومات الكهربائية استخداماً ولا نكاد نجد دائرة الكترونية تخلو منها وهذا النوع هو الذي نستخدمة لتحديد الجهود والتيارات للعناصر المختلفة في حالة ان الجهد الذي يحتاجه العنصر ثابت لا يتغير وايضاً لديها استخدامات اخري في الدوائر الالكترونية
سُميت بالمقاومة الثابتة لان قيمتها ثابتة لكن الثبات هنا غير مطلق فعند التعامل مع هذا النوع من المقاومات هنالك ما يسمي بمعدل او نسبة الخطأ

نسبة الخطأ في المقاومات الثابتة

فعندما نقول ان هذه المقاومة ثابتة وقيمتها 100 اوم مثلاً فهنا قيمتها لا تكون 100 اوم بالتحديد في كل الحالات بل قيمتها يمكن ان تنقص او تزيد عن هذه القيمة بمقدار معلوم وهذه الزيادة او النقصان في قيمة المقاومة بالمقدار المعلوم هو ما يسمي بنسبة الخطأ في المقاومات الثابتة ونسبة الخطأ يشار لها بنسبة مئوية من قيمة المقاومة

فمثلاً مقاومة قيمتها 100 اوم ونسبة الخطاء لها 10% فهنا قيمة هذه المقاومة يمكن ان تكون 100 اوم زائد او ناقص 10% من قيمتها
وهنا قيمة هذه المقاومة يمكن ان تكون 100 اوم او 90 اوم او 110 اوم

فعندما نقوم بقياس هذه المقاومة ونجد قيمتها تتراوح في المدي بين 90 اوم و 110 اوم فهذه المقاومة سليمة ويمكن استخدامها اما اذا قمنا بقياسها و وجدنا قيمتها خارج هذا المدي فان هذه المقاومة تعتبر تالفة ولا يمكن استخدامها

ونسبة الخطأ تحدده الشركة المصنعة للمقاومة اعتماداً علي جودة ونوعية المواد المستخدمة في تصنيع المقاومة والدقة المتبعة في عملية التصنيع

ونسبة الخطاء في المقاومة الثابتة تنتج من ان المقاومة تتاثر بظروف كثيرة ابتداء من طريقة التصنيع و المواد المستخدمة في صناعة المقاومة و درجة الحرارة عند التشغيل و طبيعة الاستخدام وكذلك من غير المجدي ان يتم التركيز علي دقة قيمة المقاومة بشكل كبير لان ذلك سوف يزيد من تكلفة التصنيع وبالتالي سوف يزيد من سعر المقاومات

تتم صناعة المقاومة الثابتة من خليط من مادة موصلة و مادة غير موصلة والتفاوت في النسب بين المادتين يحدد قيمة المقاومة و خصائصها
مثل المقاومة الكربونية التي تصنع من خليط بين الكربون ومادة اخري مثل خليط من الكربون و السراميك وهنالك انواع اخري تصنع من خليط من برادة بعض المعادن مع السراميك وهنالك نوع اخر من المقاومات يكون عباره عن سلك ملفوف

من المفاهيم الاساسية في المقاومات الثابتة قدرة المقاومة

فقدرة المقاومة الثابتة من العوامل التي توضع في الاعتبار عند استخدام المقاومة
وقدرة المقاومة هي التي تحدد قيمة التيار الذي يمكن ان يمر عبر المقاومة دون ان تتاثر المقاومة وتاتي المقاومات بقدرات مختلفة منها ( 1/8 , 1/4, 1/2, 1, 2 ) watts الواط هو وحدة قياس القدرة
والقدرة تساوي مقدار التيار المار عبر المقاومة مضروب في الجهد المار عبر المقاومة

القدرة = التيار x الجهد

او تساوي مربع التيار في المقاومة او تساوي مربع الجهد علي المقاومة
فمن خلال المعادلة اعلاه لدينا ثلاثة مجاهيل فاذا عرفنا قيمة مجهولين يمكن ايجاد قيمة الثالث فاذا عرفنا قدرة المقاومة و الجهد الذي سوف يمر عبرها يمكن ان نحدد قيمة التيار الذي سوف يمر عبرها

كيفية قياس او معرفة قيمة المقاومة الثابتة

يمكن معرفة قيمة المقاومة الثابتة بطريقتين
عن طريق الشفرة اللونية وهي الالوان التي نراها في المقاومات وسوف نفرد لهذه الطريقة مقال منفرد لنتناولها بشئ من التفصيل

الطريقة الثانية عن طريق استخدام جهاز قياس مثل الدجتل ملتميتر

نضع تدرج الجهاز في التدرج الخاص بقياس المقاومة ثم نقوم بوضع طرفي جهاز القياس بين طرفي المقاومة بالطريقة التالية

عند قياس قيمة المقاومة يجب مراعات فصل مصدر الجهد عن الدائرة لان عند قياس المقاومة في حالة سريان جهد فسوف تعطي قيمة خاطئة