ما هي المقاومة الكهربائية وعلاقتها بقانون أوم – شرح شامل، تعد المقاومة الكهربائية وقانون أوم من أسس علم الكهرباء والإلكترونيات، إذ لا تخلو دائرة من المقاومة الكهربائية نظراً لدورها الهام في تحديد التيار بالدائرة.
ما هي المقاومة الكهربائية وعلاقتها بقانون أوم – شرح شامل
تعريف المقاومة الكهربائية
المقاومة الكهربائية (بالإنجليزية: Electrical Resistance) هي عنصر إلكتروني تحدد مقدار التيار المار عبرها في الدائرة، وهي خاصية فيزيائية تقاس بوحدة الأوم (Ω).
أنواع المقاومة الكهربائية
تصنف المقاومة الكهربائية إلى عدة أنواع بناء على طبيعة عملها ووظيفتها وطريقة التصنيع، وتقسم المقاومة إلى نوعين:
- مقاومة ثابتة القيمة (بالإنجليزية: Fixed Resistor).
- مقاومة متغيرة القيمة (بالإنجليزية: Variable Resistor).
وسنبدأ بشرح كل نوع:
المقاومة الكهربائية الثابتة
تصنع هذه النوعية بقيمة مقاومة ثابتة لا يمكن تغيرها بعد التصنيع، ويتوفر منها عدة أنواع:
المقاومة الكهربائية ذات السلك الملفوف
- تصنع من سلك ملفوف حول قلب معزول.
- تمتاز بتحملها العالي للتيارات.
- تتمتع بالاستقرار الحراري الجيد.
- تستخدم في الدوائر التي تتطلب مقاومة عالية الدقة.
المقاومة الكهربائية الكربونية
- تتكون من خليط الكربون والعازل.
- منخفضة الثمن.
- تستخدم في تطبيقات عامة.
- منخفضة الدقة وأقل استقرارا في الحرارة العالية.
المقاومة الكهربائية الفلمية
- تصنع من طبقة رقيقة من مادة موصلة (أكسيد معدن أو كربون) توضع على سطح العازل.
- تمتاز بالدقة العالية والاستقرار الحراري.
- تستخدم بكثافة نظراً لخفض ثمنها.
المقاومة الكهربائية السيراميكية
- تصنع من مادة سيراميكية معززة بمكونات موصلة.
- تستخدم في الدوائر التي تتطلب تحمل حراري عالي.
المقاومة السطحية
- صغيرة الحجم.
- تكون على شكل مستطيل ومربع.
- تناسب الدوائر الصغيرة جداً.
- لا تحتل مساحة كبيرة مقارنة بالأنواع الأخرى.
المقاومة الكهربائية المتغيرة
هي مقاومة يمكن التحكم في مقدار قيمتها بطريقة يدوية أو أوتوماتيكيا خلال تشغيل الدائرة، ومن أنواعها:
المقاومة المتغيرة الريوستات
- تستخدم للتحكم في مقدار التيار الكهربائي.
- تتوفر في الدوائر التي تتطلب تحمل عالي للجهد والتيار.
- تناسب للتحكم في سرعة المحرك الكهربائي.
المقاومة المتغيرة البوتانسيومتر
- تستخدم للتحكم في مقدار الجهد (مجزئ الجهد).
- تتكون من 3 أطراف توصيل، طرفين ثابتة القيمة، وطرف ثالث يتصل بالحمل.
- تستخدم في تحديد مستوى الصوت وعدة تطبيقات أخرى.
المقاومة الضوئية LDRs
يطلق عليها أيضاً الخلية الضوئية، وتعتمد قيمة مقاومتها على مقدار كمية الضوء الساقط عليها، وتستخدم بالغالب في مستشعرات الضوء وأجهزة الإنذار.
المقاومة الحرارية
تعتمد فكرة عملها على تغيير قيمتها بناء على كمية الحرارة، ويوجد من المقاومة الحرارة نوعين:
- مقاومة حرارية NTC: تقل قيمتها مع زيادة درجة الحرارة.
- مقاومة حرارية PTC: تزيد قيمتها مع انخفاض درجة الحرارة.
مقاومة متغير رقمية
مقاومة قد سمع عنها القليل، لكنها ظهرت مع التقدم الكبير في صناعة العناصر الإلكترونية والحاجة الماسة لها في التطبيقات الحديثة.
ويتم التحكم في قيمة المقاومة المتغيرة الرقمية إلكترونياً عبر إشارات رقمية.
المقاومة الكهربائية وعلاقتها بقانون أوم
قانون أوم يستخدم بكثرة في الدوائر الإلكترونية والكهربائية في استخراج بعض القيم، ويلجأ له المصمم في تحديد قيمة المقاومة الكهربائية من خلال بعض المتغيرات مثل: تحديد قيمتي الجهد والتيار.
ونشير هنا إلى أن ما يحدد مقدار التيار المار في الدائرة هو قيمة المقاومة.
ويمكن توثيق العلاقة بين قانون أوم والمقاومة الكهربائية كالتالي:
كلما زادت قيمة المقاومة عند ثبات الجهد قلت قيمة التيار المار في الدائرة، والعكس صحيح؛ كلما قلت المقاومة عند ثبات الجهد زاد التيار المار في الدائرة.
العلاقة بين الجهد والمقاومة تناسب طردي، فكلما زادت قيمة المقاومة زاد الجهد عند ثبات التيار.
العلاقة بين المقاومة والتيار تناسب عكسي، فكلما زادت قيمة المقاومة قل التيار المار في الدائرة عند ثبات الجهد.
قانون أوم وحساب المقاومة الكهربائية
يمكن تمثيل قانون أوم كالتالي:
الجهد = التيار × المقاومة
المقاومة = الجهد ÷ التيار
التيار = الجهد ÷ المقاومة
مثال تطبيقي
دائرة إلكترونية بها مصدر جهد 12 فولت وتيار 2 أمبير، ما قيمة المقاومة؟
الحل:
المقاومة الكهربائية = الجهد ÷ التيار
= 12 ÷ 2
= 6 أوم
اقرأ أيضاً:
- متطلبات استخدام منظم الجهد LM317
- دائرة حماية من الشورت باستخدام الموسفت
- طريقة تحويل التيار المتردد AC إلى تيار مستمر DC
- ما هو الفرق بين ترانزستور BJT وFET
المصدر: مراجع أجنبية + byjus
