المقاومة الكهربائيه

  هذا الدرس قمنا بشرحه بفيدوا على قناتنا في اليوتيوب في سلسة دوره في الدوائر الكهربيه و الالكترونيه

اذاً المقاومه الكهربيه هي خاصية فيزيائية تعني اعتراض ( إعاقة ) المادة لمرور الشحنات الكهربائية عبرها. وتحدث المقاومة عندما تصطدم الإلكترونات المتحركة في المادة بالذرات وتطلق طاقة في شكل حرارة (تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة ). وتعتبر الموصلات الجيدة، مثل النحاس، ضعيفة المقاومة، مقارنة بأشباه الموصلات مثل السليكون أما العوازل، مثل الزجاج والخشب، فذات مقاومة عالية جدًا يصعب معها مرور الشحنات الكهربائية عبرها. بينما لا تشكل الموصلات الفائقة أي مقاومة لمرور الشحنات عبرها.

(معلومه شخصيه الكثير  من المعلومات لا تعتبر مغلوطه ولاكنها ليست مستوفيه – فقد تعلمت من احد افضل اساتذتي وقتها كانت لي معلومه غريبه كانت تقريباً قبل 7 سنوات اخبرني انه جميع المواد توصل التيار فكنت مصدوم من هذه المعلومه فقلت الخشب _قال حتى الخشب قلت فسرها لي قال لي الخشب له مقاومه عاليه جداً لو اردته انه يوصل الكهربا  قم بأعطاه تيار عالي جدً – طبعاً هذا التيار العالي لا نعلمه الى الان كم سيكون ))) لهذا كل المواد تقريباً موصله للتيار ولاكن تختلف قيم مقاومتها حتى انه بعض العناصر لا نستطيع قياس شدرة مقاومتها للتيار) اتمنى انه تصل الفكره بشكل جيد
تعريف آخر للمقاومة الكهربائية :

المقاومة = فرق الجهد / التيار الكهربي
R = U / I

أهمية المقاومة الكهربائية

تكون المقاومة ضرورية لحماية بعض أجزاء الدوائر الكهربائية, ولذلك فهي تصنع لتوضع في بعض أجزاء الدوائر الكهربائية حماية لها ، وتكمن أهميتها في أَنها تتحكم في شدة التيار المار بها
وتتحكم أيضا في فرق الجهد بين طرفيها ويمكن تشبيه المقاومة الكهربائية في عملها بمحبس الماء حيث لا تسمح إلا بمرور كمية معينة من التيار , وبعض المقاومات تتلف ( تنصهر ) إذا مر بها تيار أكبر من مقدار معين , و بعض المقاومات تتميز بأنها تقطع التيار الكهربائي تلقائيا عند تجاوزه مقدار معين , ومن الأمثلة على النوع الأول تلك المستخدمة في السيارات والتي تسمى  فيوز-

 

أما النوع الثاني فمن الأمثلة عليه قاطع الكهرباء الذي بداخل عداد الكهرباء الخاص بالمنزل , حيث يلاحظ تسجيل رقم مثل( A 200أمبير ) أي أنه لا يسمح بمرور أكثر من 200 أمبير وفي حالة حدوث ذلك بسبب التماس ببن بعض الأسلاك في الدائرة أو غيره (وهو ما يسمى بالدائرة القصيرة أي عديمة المقاومة ) فإن القاطع يقطع التيار عن الدائرة الكهربائية لحمايتها

استخدامات المقاومة الكهربيه

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 ينتج عن مرور التيار الكهربائي في موصل معدني (أو مقاومة) انبعاث الحرارة، وتسمى هذه الظاهرة تأثير جول.

يتم في بعض الأحيان التحكم في مقدار هذا التدفق ( في أجهزة التدفئة مثلاً ) ، إلا أن في حالات أخرى تتبدد هذه الطاقة وتنتج عنها تأثيرات غير مرغوبة فنضطر لتبريد الجهاز.تعطى الطاقة الحرارية التي تنتج بفعل تأثير جول بالمعادلة التالية

P الطاقة الناتجة عن تأثير جول|  Iوشدرة التيار المار في الموصل وتعطى بالأمبير  |  R مقاومة الموصل وتعطى بالأوم.

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 وفي 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

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.

وحدة قياس قيمة المقاومات

تقاس المقاومة الكهربائية بوحدة قياس تسمي الاوم .. Ohmاوم
ومضاعفات الاوم هى الكيلو اوم والميجا اوم
* الاوم
* الكيلو اوم = 1000 اوم
* الميجا اوم = 1000 كيلو اوم
1kΩ =1000Ω
1MΩ = 1000kΩ

أنواع المواد من حيث المقاومة

1. مواد ذات مقاومة عالية جداً وتسمى (عوازل): مثل الزجاج والخشب والبلاستيك والهواء
2. مواد ذات مقاومة متوسطة وتسمى (أشباه الموصلات): مثل السليكون والجرمانيوم
3. مواد ذات مقاومة ضعيفة وتسمى (موصلات): مثل النحاس والذهب والفضة
4. مواد ذات مقاومة شبه معدومة : مثل الموصلات فائقة الجودة

وعلى هذا تكون علاقة المقاومة بالتوصيل علاقة عكسية، فالموصل الجيد تكون مقاومته صغيرة والعكس صحيح. ولذلك إذا نظرت إلى السلك الكهربائي الذي نستخدمه في حياتنا اليومية تجده مكوناً من جزء معدني يسمح بسريان التيار وهذا الجزء يكون مغطى بمادة مثل البلاستيك تكون مقاومتها عالية فلا يسري فيه التيار من الخارج.

تختلف أنواع المقاومات على حسب كيفية صنعها والمواد المركّبة منها وأهم أنواع المقاومات هي :

1. المقاومة الثابتة Fixed Resistor


2. المقاومة المتغيرة Variable Resistor VR


3. المقاومة الضوئية Photoresistor


4. المقاومة الحرارية Thermistor

المقاومة الثابتة Fixed Resistor

وتتميز هذه المقاومات بثبات قيمتها وتختلف في استخدامها على حسب قدرتها في تمرير التيار الكهربائي
فهناك مقاومات ذات أحجام كبيرة تستخدم في التيارات الكبيره وأخرى صغيرة للتيارات الصغيرة.
ومن أمثلة المقاومات الثابتة:

أ -المقاومة الكربونية

المقاومات الكربونية هى النوع الشائع من المقاومات الثابتة لأنها رخيصة الثمن وتستخدم فى الأغراض العامة بالدوائر الكهربائية والإلكترونية وتصنع من خليط من رماد الكربون المسحوق (حبيبات دقيقة) أو الجرافيت (مادة سن القلم الرصاص) مع مادة غير موصلة للتيار مثل مسحوق السيراميك( الفخاروهونوع من الطين ) ويتم خلطهما معا وتصب المادة بالشكل المطلوب والذي عادة يكون اسطوانيآ ثم تجمد بالحرارة ويرش طرفي المقاومة بمعدن حتى يمكن عمل التوصيلات بالاسلاك الخارجية. ونسبة رماد الكربون إلى مسحوق السيراميك (أى المادة الموصلة إلى المادة العازلة) تحدد قيمة المقاومة الكلية للخليط وكلما إرتفعت نسبة الكربون كلما إنخفضت المقاومة الكلية . يصب الخليط على شكل إسطوانة مع توصيل أسلاك معدنية تسمى “الأطراف” بكل نهاية لتوفير التوصيل الكهربائى , وقبل تغطيتها بمادة عازلة خارجية ووضع علامات شفرة الألوان للدلالة على قيمة المقاومة كما فى الشكل التالى :
ويعد هذا النوع من المقاومات رخيص جدا الى حد بعيد واهم ميزاتها انها لا تتلف بسرعة وانما اذا حصل قصر short في الدائرة

ب – المقاومة الغشائية
وهى المقاومات ذات الغشاء المعدنى والغشاء الكربونى وغشاء أكسد المعدن والتى تصنع بترسيب معادن نقية (مثل النيكل) أو الأوكسيد (مثل أوكسيد القصدير ) فوق عامود أو ركيزة من السيراميك العازل .
وتسمى أيضا ذات الشريحة الكربونية حيث تتكون من قضيب سيراميكي صغير ترسب عليه طبقة من الكربون النقي وقيمة المقاومة يتم التحكم فيها بزيادة السمك المطلوب للغشاء المرسب فتتحدد مقاومتها وفقا لسمك الشريحة الكربونية المرسبة،

 

وتوجد ثلاثة انواع للمقاومة الغشائية هي:
الغشاء الكربوني
غشاء الاوكسيد المعدني
الغشاء المعدني

ثانيا: المقاومة المتغيرة
وهي عبارة عن مقاومات مصنوعة كما العادية الكربونية والسلكية ولكن السطح المقاوم يكون مكشوفاً ويمر عليه منزلق وتكون بثلاثة أطراف بحيث نهايتين تمثلان قيمة المقاومة والثالث للحصول على قيم مختلفة حيث يمكن تغيير قيمتها بواسطة المنزلق من الصفر تقريباً وحتى القيمة القصوى لها
وتكتب عليها قيمتها (القصوى) بشكل مباشر مثل R= 10KΩ وأحياناً بالأكواد مثل R= 103 وهي نفس القيمة السابقة
وتوجد المقاومات المتغيرة بقيم صغيرة وكبيرة وقدرات مختلفة وتستخدم في عمليات الضبط والتحكم الدقيق وأشكالها متعددة
يطلق على المقاومة المتغيرة اسم Potentiometer
يمكن للمقاومات المتغيرة أن تكون خطية Lin كما معظم المقاومات أو لوغاريتمية Log كالمقاومات التي تستخدم للفاين في نواخب القنوات
ملاحظة: حول مقاومة قيمتها R=100KΩ موضوع منزلقها في الوسط
الخطية يكون النصف العلوي = النصف السفلى أي R=50KΩ+50KΩ
اللوغاريتمية يكون نصفها العلوي غير مساوي لنصفها السفلي أي R=30KΩ+70KΩ مثلاً.
يمكن استخدامها أيضاً كمقياس للجهد

 

ثالثاً: المقاومات الخاصة

* مقاومة الثيرمستور
*مقاومة الفاريستورVDR
* المقاومة الفيوزية
* المقاومة الضوئية LDR Light Dependent Resistor

 

مقاومات الثيرمستور وهي في نوعين

1- ذات معامل حراري موجب (PTC) PTC: Positive Temperature Coefficient
تزيد مقاومتها بزيادة درجة حرارتها وتستخدم عندما نريد وصول الجهد لمرحلة معينة في بداية التشغيل فقط كما هو الحال في ملفات إزالة المغنطة في التلفزيون و يمكن استخدامها كمجس حراري

2- مقاومات ذات معامل حراري سالب(NTC) (NTC: Negative Temperature Coefficient
تنقص مقاومتها عند ارتفاع درجة حرارتها وتستخدم للحد من دخول تيار مفاجئ لتشغيل بعض الأجهزة ويمكن استخدامها كمجس حراري

مقاومة الفاريستورVDR
تقل قيمة هذه المقاومة بزيادة الجهد على طرفيها وتستخدم لوقاية المعدات الكهربية من ارتفاع الجهد لأي جهاز وهي توصل بالتوازي مع الجهاز المراد حمايته وتقل قيمتها لحظة ارتفاع الجهد وتكون مناسبة للاستخدام في حال وجود تشويشات كهربية لحظية.

المقاومات الفيوزية
وهي مقاومات كربونية أو سلكية تعمل كمنصهر
فالكربونية عبارة عن مقاومات صغيرة القيمة أقل من  2 أوم وتكون بقدرات توازي قدرة الحمل فإذا زاد الحمل احترقت ووجب تغييرها
أماالسلكية فهي تعتمد على وصلة زمبركية بالقصدير وعندما ترتفع درجة حرارة المقاومة ينصهر القصدير وتصبح الدائرة مفتوحة ولا يمر تيار حتى يعاد لحام السلك (وقد أصبح استخدامها محدوداً)

المقاومة الضوئية Light Dependent Resistor LDR

وهي مقاومة تنقص قيمتها عند تعرضها للضوء فقد تكون قيمتها في الظلام عدة ميجات من الأوم وعند تعرضها للضوء تصبح عدة مئات من الأوم
وهي تصنع من مواد شبه موصل وحساسة للضوء مثل كبريتيد الكاديميوم (CdS) أو سيلينيد الكاديميوم (CdSe)
وتستخدم هذه المقاومة في تطبيقات عملية كثيرة كالإنذار والتحكم والإحساس بالضوء

اذا هناك ايضاً (المقاومات الحرارية)
والهدف من صنعها هو إنتاج الحرارة مثلما في أجهزة التدفئة و الأفران الكهربائية ، وهي تعطي في مخطط مواصفاتها درجة الحرارة المقترنة بجهد معين ، يمكن ضبطها عليه عند الاستخدام .

 

اذا كيفية تحديد قيمة المقاومة

الطريقة الأولى – اذا كتبت قيمة المقاومة عليها بطريقة صريحة وواضحة كما فى المقاومات الحرارية وهذا النوع لامشكلة في قراءة قيمته
الطريقة الثانية – اذا كانت قيمة المقاومة مكتوبة عليها ولكن على شكل كود سواء كود لونى او رقمى
وهذا النظام هوالأكثر شيوعا نظرا لصغر حجم المقاومة وصعوبة أواستحالة الكتابة فوق سطحها
وسوف نتناول شرح هذه الطريقة بشيء من التفصيل

*****************حساب قيمة المقاومة التي تتبع نظام الألوان*************

الشفرة اللونية للمقاومات الكهربائية في الكهرباء (بالإنجليزية : electronic resistor color code ) هي حلقات ملونة تطلى بها المقاومات الكهربائية بغرض تعيين قدرها بالأوم.. في المقاومات تطلى عادة أربعة حلقات ملونة تعطي قدر المقاومة
مختلفة يدل كل لون منها على إحدى فيم المقاومة ، ومجموعها يعطي مقدار المقاومة .

تقرأ حلقات المقاومات من اليسار إلى اليمين ، ونلاحظ وجود مسافة كبيرة نسبيا بين C و D : لحساب قيمة المقاومة: نقرأ حلقات المقاومات من اليسار إلى اليمين ، ونلاحظ وجود مسافة كبيرة نسبيا بين C و D : قيمة المقاومة: الحلقة A القيمة الأولى (إلى اليسار)• الحلقة B القيمة الثانية• الحلقة C المضروب العشري• الحلقة D تعطي الدقة (نسبة مئوية)فإذا كان لدينا مقاومة وعليها الحلقة الأولى 4 (أصفر في الجدول أسفله) ، والحلقة الثانية 7 (بنفسجي) ، والحلقة الثالثة 2 (أحمر) صفرين ، فيكون مقدارها 4,700 أوم . وتعطي الحلقة الرابعة D الدقة ، ولونها ذهبي أي ±5% . أي أن مقدار المقاومة بين 4,465 و 4,935 أوم .

 

 

 


2 Comments

عابد · March 1, 2018 at 4:57 pm

مشكور على الشرح القيم عني استفسار عن طريقة قياس المقاومة او اي عنصر آخر من الدارة

    hamzah · March 20, 2018 at 9:52 pm

    شكراً على المرور الطيب
    انشالله سأرفق فيديو تعليمي وشرح نظري لكيفيه فحص المقاومات

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *