ما هي المقاومة الكهربائية؟ ما هو جهاز الأومتر؟ ممارسة قياس المقاومة باستخدام جهاز الأومتر وحدة قياس المقاومة الكهربائية هي في si.

دعونا نجري تجربة بسيطة. باستخدام سلكين قصيرين، قم بتوصيل المصباح الكهربائي من المصباح الأمامي للسيارة إلى بطارية السيارة. يضيء المصباح الكهربائي، وبزاوية تامة. الآن دعونا نقوم بتوصيل نفس المصباح بموصلات أطول بكثير. من الواضح أن الضوء أصبح أضعف. ماذا جرى؟ في مقاومة الأسلاك.

ما هي المقاومة الكهربائية

هناك صيغ مختلفة لوصف هذه الظاهرة. دعونا نستخدم واحد منهم:

"المقاومة الكهربائية هي كمية فيزيائية تميز خاصية الموصل لمقاومة تدفق التيار الكهربائي."

في تجربتنا، توفر الأسلاك التي تمد الجهد من البطارية إلى المصباح الكهربائي مقاومة كهربائية للتيار المتدفق عبر الدائرة المغلقة. من مصدر الجهد - البطارية، من خلال الأسلاك - الموصلات، إلى الحمل - المصباح.

الجوهر المادي للظاهرة

عند توصيل حمل بمصدر جهد باستخدام الموصلات، تنشأ دائرة مغلقة يظهر فيها مجال كهربائي، مما يسبب حركة اتجاهية للإلكترونات في الأسلاك المعدنية من القطب السالب للبطارية إلى القطب الموجب. تقوم الإلكترونات بتوصيل الكهرباء من المصدر إلى الحمل، وتتسبب في توهج فتيل المصباح. في طريق حركتها، تصطدم الإلكترونات بأيونات الشبكة البلورية للموصل، مما يؤدي إلى فقدان جزء من الطاقة التي تستخدم لتسخين مادة الموصلات.

تعريف آخر: “إن سبب ظهور المقاومة الكهربائية هو نتيجة تفاعل تدفق الإلكترونات مع الجزيئات (الأيونات) التي يتكون منها الموصل”.

ملاحظة مهمة! على الرغم من أن الإلكترونات تتحرك من السالب إلى الموجب لمصدر الجهد، إلا أن اتجاه التيار الكهربائي يعتبر تاريخيًا معاكسًا - من الموجب إلى السالب.

يمكن أن يتدفق التيار ليس فقط في المواد الصلبة والمعادن، ولكن أيضًا في المواد السائلة ومحاليل الأملاح والأحماض والقلويات. هناك، الناقل الرئيسي للطاقة هو الأيونات ذات الشحنة الموجبة والسالبة. على سبيل المثال، في بطاريات السيارات، يمر التيار عبر محلول مائي من حمض الكبريتيك.

قياس مقاومة الموصل

وحدة المقاومة الكهربائية في نظام SI هي 1 أوم. إذا استخدمنا قانون أوم لقسم من الدائرة الكهربائية:

أنا = ش/ر،

أنا - التيار المتدفق في الدائرة؛
يو – الجهد.
R – المقاومة الكهربائية .

بتحويل الصيغة R = U / I، يمكننا القول أن 1 أوم يساوي نسبة جهد 1 فولت إلى تيار 1 أمبير.

R في هذه الصيغة هي قيمة ثابتة ولا تعتمد على قيم الجهد والتيار.

للقيم الأكبر الوحدات المستخدمة هي:

1 كيلو أوم = 1000 أوم؛
1 ميغا أوم = 1,000,000 أوم؛
1 جوم = 1,000,000,000 أوم.

على ماذا تعتمد المقاومة الكهربائية للموصل؟

بادئ ذي بدء، يعتمد ذلك على المادة التي يتم تصنيع الموصل منها. تعيق المعادن المختلفة مرور التيار الكهربائي بطرق مختلفة. ومن المعروف أن الفضة والنحاس والألومنيوم موصلة للكهرباء بشكل جيد، ولكن الفولاذ أسوأ بكثير.

هناك مفهوم المقاومة الكهربائية للمادة، والتي يُشار إليها بالحرف اليوناني p (rho). تعتمد هذه الخاصية فقط على الخصائص الداخلية للمادة التي يصنع منها الموصل. لكن مقاومتها الإجمالية ستعتمد أيضًا على الطول ومساحة المقطع العرضي. هذه هي الصيغة التي تربط كل هذه الكميات:

ص = ص * ل /S،

ع - مقاومة المادة؛
الطول L؛
S - مساحة المقطع العرضي.

عادة ما يتم حساب مساحة المقطع العرضي S في الهندسة الكهربائية العملية بـ مم مربع، ثم يتم التعبير عن البعد p بـ Ohm*sq.mm/meter.

الخلاصة: لتقليل المقاومة الكهربائية، وبالتالي الخسائر في الدائرة الكهربائية، يجب أن يكون للمادة الحد الأدنى من المقاومة، ويجب أن يكون الموصل نفسه قصيرًا قدر الإمكان وله مقطع عرضي كبير بدرجة كافية.

مؤشرات للمواد الصلبة

مادة		مادة	*المقاومة الكهربائية (أوم مم 2 / م)**
فضة	0,016	النيكلين (سبائك)	0,4
نحاس	0,017	المنجانين (سبائك)	0,43
ذهب	0,024	قسطنطين (سبائك)	0,5
الألومنيوم	0,028	الزئبق	0,98
التنغستن	0,055	نيتشروم (سبائك)	1,1
فُولاَذ	0,1	فيشرال (سبائك)	1,3
يقود	0,21	الجرافيت	13

يوضح الجدول أنه بالنسبة لتصنيع الموصلات التي سيتم فقدان الحد الأدنى من الكهرباء فيها، فإن الفضة والنحاس والألومنيوم هي الأنسب، ولكن السخانات الحرارية (TEHs) سيتم تصنيعها من الفتشرال والنيكروم.

تجدر الإشارة إلى أن جميع هذه القيم صالحة لدرجة حرارة 20 درجة مئوية. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد المقاومة الكهربائية للمعادن، ومع نقصانها تنخفض، باستثناء كونستانتان فإن خصائصها المحددة تتغير قليلاً .

مع انخفاض قوي في درجة الحرارة، بالقرب من الصفر المطلق، يمكن أن تصبح مقاومة المعادن صفر، وتحدث ظاهرة الموصلية الفائقة. ويفسر ذلك حقيقة أن أيونات الشبكة البلورية "تتجمد" وتتوقف عن التذبذب ولا تتداخل مع الإلكترونات في حركتها.

مؤشرات الموصلات السائلة

لا تعتمد المقاومة الكهربائية المحددة لمحاليل الأملاح والأحماض والقلويات على تركيبها الكيميائي فحسب، بل تعتمد أيضًا على تركيز المحلول. الاعتماد على درجة الحرارة هو عكس اعتماد المعادن. عند تسخينها، تقل المقاومة، وعندما تبرد تزداد. قد يتجمد السائل عند درجات حرارة منخفضة ويتوقف عن توصيل التيار.

وخير مثال على ذلك هو سلوك بطاريات السيارات في الصقيع الشديد. المنحل بالكهرباء - محلول حمض الكبريتيك، عند درجات حرارة أقل من الصفر (-20، -30 درجة مئوية 0) يزيد من المقاومة الكهربائية الداخلية للبطارية، ويصبح التوصيل الكامل للتيار إلى المبدئ مستحيلاً.

التوصيل الكهربائي

في بعض الحالات، يكون من الملائم أكثر استخدام مفهوم موصلية التيار الكهربائي. يتم قياس هذه الخاصية بوحدة سيمنز (سم):

ز - الموصلية.
ص - المقاومة،
أ 1 سم = 1/ أوم.

دراسة الحالة

بعد تلقي بعض المعلومات حول المقاومة الكهربائية، يجدر إجراء عملية حسابية بسيطة ومعرفة كيفية تأثير خصائص الموصلات على معلمات الدوائر الكهربائية.

لنعد إلى أبسط دائرة كهربائية، تتكون من بطارية ومصباح كهربائي وأسلاك:

جهد البطارية 12.5 فولت.
قوة المصباح 21 وات.
موصلات نحاس، طول 1 متر × 2 قطعة، مقطع عرضي 1.5 مم مربع.

لنجد المقاومة الكهربائية للأسلاك: R = p* L/S. نستبدل بياناتنا: R = 0.017*2/1.5 = 0.023 أوم.

دعونا نجد مقاومة المصباح. تبلغ قوتها الكهربائية 21 وات، عند توصيلها بمصدر طاقة 12.5 فولت، سيكون التيار في الدائرة مساويًا لـ:

أنا = ف / ش،

أنا - التيار المطلوب؛
ف - قوة المصباح؛
U - مصدر الجهد.

نعوض بالأرقام: I = 21/12.5 = 1.68 A.

نجد مقاومة المصباح باستخدام قانون أوم لقسم من الدائرة. إذا كنت = U/R، فإن R = U/I. أو: R = 12.5/1.68 = 7.44 أوم.

في الحساب، أهملنا مقاومة الأسلاك، فهي أقل بأكثر من 300 مرة من المقاومة الكهربائية للحمل.

دعنا نكتشف فقدان الطاقة على الأسلاك ونقارنه بالطاقة المفيدة للحمل. نحن نعرف التيار في الدائرة، ومعاملات الموصلات معروفة، فلنوجد الطاقة المفقودة على الأسلاك:

ف = يو * أنا،

استبدل الجهد في الصيغة وفقًا لقانون أوم: U = I*R، استبدله في صيغة الطاقة:

ف = أنا*ر*أنا = أنا 2 *ر.

بعد استبدال الأرقام: P = 1.68 2 * 0.023 = 0.065 واط.

والنتيجة ممتازة، فالموصلات تستهلك 0.3% فقط من الطاقة من الحمل.

ولكن إذا قمت بتوصيل المصباح من خلال أسلاك طويلة (20 مترا)، وحتى رقيقة، مع مقطع عرضي 0.75 متر مربع، فسوف تتغير الصورة. دون تكرار الحساب بأكمله هنا، يمكن الإشارة إلى أنه مع هذه الموصلات، ستنخفض الطاقة الفعالة للمصباح بنسبة 11٪ تقريبًا، وسيصل فقدان الطاقة على الموصلات إلى 6٪.

دعونا نتذكر القاعدة - لتقليل الخسائر في الشبكات الكهربائية، من الضروري تقليل المقاومة الكهربائية للأسلاك، واستخدام النحاس أو الألومنيوم، وإذا أمكن، تقليل الطول وزيادة المقطع العرضي للموصلات.

ما هي المقاومة: فيديو

للعمل الآمن على شبكات إمدادات الطاقة، فضلا عن الفهم الأساسي لقوانين تشغيل المجال الكهربائي، من الضروري أن يكون لديك على الأقل معرفة أساسية بالقوانين الأساسية للفيزياء ومعرفة تعريف الجهد ومقاومة المواد . تتناول هذه المقالة العوائق التي تحول دون مرور التيار، وما هي المقاومة، والصيغة الأساسية لحسابها، وكذلك ما هي المقاومة ولماذا هناك حاجة إليها.

تعريف المقاومة

توفر كتب الفيزياء المدرسية التعريف التالي لهذه الظاهرة. المقاومة الكهربائية للموصل هي كمية فيزيائية تشير إلى خصائص المادة لمنع المرور الحر للتيار من نقطة المصدر إلى المستهلك. هذا المؤشر يساوي نسبة الجهد في نهايات الموصل إلى التيار المتدفق عبر الكابل. هناك عدة أنواع من المقاومة بناءً على خصائص المادة، ومن هذه الأنواع:

مقاومة الموصل قريبة من الصفر. في هذه الحالة، القدرة على منع حرية الحركة الحالية على طول الكابل منخفضة للغاية؛ وتشمل المواد ذات الخصائص المماثلة الأسلاك المعدنية المصنوعة من المعادن غير الحديدية؛
الحد الأدنى من مقاومة الموصل. يتدفق التيار عبر هذه المادة، لكنه يواجه عائقًا معينًا، مما يقلل الجهد ويجعل من الصعب التشغيل المتواصل للمجال الكهربائي. كقاعدة عامة، هذه كائنات غير مخصصة للاستخدام كموصل، على سبيل المثال، الأدوات المعدنية أو مواد البناء ذات التكوينات والمقاطع العرضية المختلفة؛
المقاومة الكهربائية العالية للكائن. تسمى هذه المنتجات عازلة بالكامل، حيث أن موادها لها خصائص المقاومة الكاملة لتدفق التيار عبر سطحها. غالبًا ما توجد هذه الخصائص في الأجزاء البلاستيكية والمطاطية أو عزل الكابلات أو مقابض الأدوات الخشبية. لا يمر التيار عبر هذه الأجسام، لكن جهده يبقى دون تغيير.

جميع أنواع المقاومة المدرجة أساسية، وبناءً عليها، تشير الشركات المصنعة لأي منتجات في جواز سفر المنتج إلى مستوى حماية الموصل من تأثير التيار. يعد ذلك ضروريًا للامتثال لقواعد السلامة عند استخدام هذه العناصر والأدوات في البناء والحياة اليومية.

كيف يتم قياس مقاومة الموصل؟

يتم تحديد المقاومة الكهربائية بالحرف R ويتم قياسها بالأوم. يعتمد مؤشر المقاومة، اعتمادا على نوع التيار وجهده في دائرة مغلقة، على قانون أوم، الذي يسمح لك بحساب القيمة الحقيقية للتيار الذي يمر عبر الموصل. وبالتالي، لحساب المقاومة، تحتاج إلى استبدال البيانات في الصيغة الأساسية:

R هو تسمية المقاومة.
U – الجهد بالفولت.
I - القوة الحالية بالأمبير.

كيف يتم قياس المقاومة؟

يسمى جهاز قياس المقاومة الكهربائية جهاز قياس المقاومة، وهو متصل بموصل مع تشغيل الطاقة ويقوم تلقائيًا بقياس قيم المقاومة. كقاعدة عامة، عند قياس المقاومة، يقوم الجهاز بتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر ثم يقوم فقط بتنفيذ إجراءات أخرى. للاستخدام المهني، غالبا ما تستخدم أدوات متعددة الوظائف، والتي تتضمن مجموعة منها العديد من الأجهزة التي تقيس الجهد والتيار ومقاومة المواد.

يوجد أيضًا تصنيف لأجهزة التشخيص وفقًا لمعيار التنقل. وبناء على هذا المؤشر هناك:

أجهزة قياس الأومتر الثابتة – غالبًا ما تستخدم في المختبرات أو الخزانات الكهربائية الكاملة التي تحتوي على العديد من المعدات. تعرض هذه الأجهزة البيانات باستمرار ويمكن توصيلها بنظام إنذار، والذي سيُخطر موظفي الصيانة بوجود خطر على السلامة؛
مجمعات أو أدوات متنقلة - تُستخدم غالبًا عند إجراء أعمال الإصلاح أو التثبيت على الخط لتحديد فئة الموصل وسلامته.

وعلى الرغم من بساطته الظاهرة، إلا أن هذا الجهاز يتطلب العناية والالتزام بقواعد السلامة عند استخدامه. نظرًا لأن جميع الإجراءات يتم تنفيذها على شبكة عاملة، فيجب عليك دراسة تعليمات التشغيل الخاصة بالأداة بعناية وعدم محاولة توصيلها بشكل ينتهك الرسم التخطيطي.

المقاومات في الدائرة الكهربائية

المقاوم ذو المقاومة المتفاوتة هو جهاز كهربائي سلبي مصمم لامتصاص طاقة معينة والاحتفاظ بها لفترة غير محدودة. لا يؤدي هذا المنتج أي عمل ولذلك يعتبر جزءًا سلبيًا، ولكن استخدامه ضروري في جميع دوائر الطاقة تقريبًا، وكذلك في الموصلات المغلقة. المقاوم هو العنصر الأكثر شيوعًا ويستخدم أكثر من أي مكون آخر في معظم الدوائر الدقيقة.

تأتي المقاومات بعلامات مختلفة يتم رسمها على الغلاف الخارجي. كلما زاد الرقم الموجود على الغلاف، زادت مقاومة المنتج. يعتمد مبدأ تشغيل الجزء على خصائص المادة التي تمتص الشحنة وتبديدها على شكل مجال كهربائي، دون زيادة الجهد داخل شبكة الموصلات.

هناك عدة أنواع من المقاومات تعتمد على مادة العمل، لكن مخطط عملها لا يتغير بشكل جذري. توجد مقاومات ضوئية، وأجهزة تيار متردد والتيار المستمر، وكل نوع من الأجزاء يؤدي وظيفته الخاصة ويضمن التشغيل العادي للدائرة الكهربائية الحلقية.

يمكن تجهيز هذا النوع من المنتجات، حسب الحاجة، في دائرة متتالية أو متوازية. مع الترتيب المتسلسل، ستكون المقاومة الإجمالية مساوية لمجموعها، ومع الترتيب الموازي، ستكون المقاومة مجموع مؤشرات جميع المقاومات في الدائرة.

ما يؤثر على مؤشرات المقاومة

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على مستوى المقاومة لموصل معين. وانطلاقاً من هذا المبدأ يمكن تمييز ثلاثة مؤشرات رئيسية:

طول الموصل. كلما كان الكابل أكبر، زادت مقاومته، وهذا ينطبق على المواد ذات المقاومة الصفرية والموصلات ذات المقاومة المتوسطة؛
مساحة المقطع العرضي. على عكس طول الشبكة، فإن مساحة المادة تؤثر في الاتجاه المعاكس: فكلما كانت أكبر، كلما انخفضت مقاومة الموصل؛
خصائص مادة الكابل. هناك ما يسمى موصلية أو مقاومة المادة؛ بناءً على هذه المعلمة، قد يكون لكابل معين بنفس المساحة والطول مقاومة مختلفة، اعتمادًا على الشوائب الموجودة في التركيبة المعدنية.

هذه العوامل هي العوامل الرئيسية، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن تشمل أيضًا درجة الحرارة الخارجية للبيئة التي يوجد فيها الموصل، لأنه مع البرودة الكبيرة يميل المجال الكهربائي إلى التبدد، مما يؤدي إلى فقدان التوتر، وبالتالي سوف تتقلب المقاومة .

وبالتالي، مع فهم القوانين الأساسية للفيزياء وتحديد الجهد ومقاومة المواد للتيار الكهربائي، حتى المعلم المبتدئ سيكون قادرًا على القيام بأعمال تركيب وصيانة الشبكات وإصلاح المعدات وتطبيق المعرفة المكتسبة بنجاح في التمرين.

فيديو

يتم قياس المقاومة بالأوم (أوم).

الأوم هي وحدة مقاومة، سميت على اسم الفيزيائي الألماني الشهير جورج أوم، الذي اكتشف قانون أوم.

في روسيا، يتم تحديد وحدة قياس المقاومة الكهربائية باسم أوم، وفي التصنيف الدولي يتم تعيينها أوميغا: Ω.

تم إدخال الأوم في النظام الدولي للوحدات (SI) في عام 1960. يوجد في روسيا أيضًا GOST 8.417-2002، الذي يحدد وحدات الوحدات المادية المستخدمة في بلدنا، واسمها وتعيينها وتعريفها؛ ويشير معيار الدولة هذا أيضًا إلى وحدة قياس المقاومة الكهربائية أوم (الجدول رقم 3 GOST 8.417-). 2002).

يتساءل الكثير من الناس خطأً، ما هي الوحدات التي يتم قياس المقاومة الحالية بها؟ لكن مثل هذا السؤال غير صحيح، لأن التيار الكهربي لا يمتلك خاصية المقاومة. على الأرجح، يعني الشخص مقاومة الموصل، والمعروفة أيضًا بالمقاومة الكهربائية. ولذلك فإن السؤال الصحيح الذي يجب طرحه هو: ما هي الوحدات التي تقاس بها مقاومة الموصل؟ الإجابة الصحيحة: يتم قياس مقاومة الموصل بالأوم (أوم).

ما هو الجهاز الذي يقيس المقاومة؟

يسمى الجهاز الذي يقيس المقاومة الكهربائية بالأوميتر.

في البداية، دعونا نفكر في مسألة كيف توصل الباحثون في وقت ما إلى فهم الكمية التي تسمى "" المقاومة الحالية" عند النظر في أساسيات الكهرباء الساكنة، فقد تم بالفعل التطرق إلى قضايا التوصيل الكهربائي، بما في ذلك حقيقة أن المواد المختلفة لها موصليات مختلفة (القدرة على نقل الجزيئات المشحونة الحرة). على سبيل المثال، تتميز المعادن بالتوصيل الجيد (وهذا هو سبب تسميتها بالموصلات)، بينما يتميز البلاستيك والخشب بالتوصيل الضعيف (العوازل أو غير الموصلات). ترتبط هذه الاختلافات بخصائص التركيب الجزيئي للمواد المختلفة.

كان العمل الأكثر فعالية في دراسة التوصيلية للمواد المختلفة هو التجارب التي أجراها جورج أوم (1789-1854) (الشكل 1).

كان جوهر عمل أوم على النحو التالي. استخدم العالم دائرة كهربائية تتكون من المصدر الحالي، موصل، فضلا عن جهاز خاص للتتبع التيار. من خلال تغيير الموصلات في الدائرة، تتبع أوم النمط التالي: يزداد التيار في الدائرة مع زيادة الجهد. كان اكتشاف أوم التالي هو أنه عند استبدال الموصلات، تغيرت درجة الزيادة في القوة الحالية أيضًا مع زيادة الجهد. ويرد مثال على هذا الاعتماد في الشكل 2.

يظهر المحور X الجهد ويظهر المحور Y التيار. يوضح الرسم البياني خطين مستقيمين يوضحان معدلات مختلفة لزيادة التيار مع زيادة الجهد، اعتمادًا على الموصل الموجود في الدائرة.

وكانت نتيجة بحث أوم هي الاستنتاج التالي: "الموصلات المختلفة لها خصائص موصلية مختلفة"، ونتيجة لذلك ظهر المفهوم المقاومة الحالية.

المقاومة الكهربائية للتيار.

المقاومة الكهربائية هي كمية فيزيائية تميز قدرة الموصل على التأثير كهرباءتتدفق في موصل.

تعيين الكمية: ر
الوحدة: أوم

ونتيجة لإجراء التجارب على الموصلات، تم تحديد العلاقة بين القوة الحاليةويعتمد الجهد الكهربي في الدائرة الكهربائية أيضًا على حجم الموصل المستخدم، وليس فقط على المادة. سيتم مناقشة تأثير أحجام الموصلات بمزيد من التفصيل في درس منفصل.

ما الذي يسبب ظهورها؟ المقاومة الحالية؟ أثناء حركة الإلكترونات الحرة، يحدث تفاعل مستمر بين الأيونات الموجودة في بنية الشبكة البلورية والإلكترونات. نتيجة لهذا التفاعل، تتباطأ حركة الإلكترونات (في الواقع، بسبب اصطدام الإلكترونات بالذرات - عقد الشبكة البلورية)، بسبب إنشاء المقاومة الحالية.

ترتبط كمية فيزيائية أخرى أيضًا بالمقاومة الكهربائية - الموصلية الحالية، المقاومة المتبادلة.

صيغ المقاومة الحالية.

دعونا نفكر في العلاقة بين الكميات التي تمت دراستها في الدروس الأخيرة. كما قيل، مع زيادة الجهد، يزيد الجهد في الدائرة و القوة الحاليةوهذه الكميات متناسبة: أنا ~ يو

تؤدي زيادة مقاومة الموصل إلى انخفاض شدة التيار في الدائرة، وبالتالي فإن هذه الكميات تتناسب عكسياً مع بعضها البعض: أنا~1/ر

ونتيجة البحث تم الكشف عن النمط التالي: ص = ش / أنا

نقوم بتحديد موعد استلام الوحدة المقاومة الحالية: 1 أوم = 1 فولت/1 أمبير

وبالتالي، 1 أوم هي المقاومة الحالية التي يكون عندها التيار في الموصل 1 أمبير، والجهد عند طرفي الموصل 1 فولت.

في الحقيقة، المقاومة الحالية 1 أوم صغير جدًا وفي الممارسة العملية يتم استخدام الموصلات التي تتميز بمقاومة أعلى (1 كيلو أوم، 1 كيلو أوم، وما إلى ذلك).

التيار والجهد هما كميات مترابطة تؤثر على بعضها البعض. سيتم مناقشة هذا بمزيد من التفصيل في الدرس التالي.

لنفترض على الفور أننا نتحدث عن قياس مقاومة التيار الكهربائي. ما هو وكيف يتم قياس المقاومة؟

ثلاثة الحيتان

ومن أين تأتي هذه المقاومة أصلاً؟ تنقسم جميع المواد الموجودة في الطبيعة، من حيث التوصيل الكهربائي، إلى 3 فئات - العوازل وأشباه الموصلات والموصلات. الأول لا يوصل التيار الكهربائي على الإطلاق (على سبيل المثال، الزجاج، البلاستيك، الهواء)، والآخر يمرر التيار فقط في ظل ظروف معينة (السيليكون، الجرمانيوم)، وجميع الإلكترونيات الحديثة مبنية على أساسها. ولكننا مهتمون بالأخير – الأدلة المألوفة. سلك نحاسي عادي، السلك الذي يربط جهاز الكمبيوتر الخاص بك بمنفذ - كل هذه موصلات.

كيف يمكن للموصلات مقاومة التيار الكهربائي؟ الحقيقة هي أنه لا يوجد موصل مثالي في الطبيعة. في أي موصل، حتى "أنظف"، هناك دائما جزء من الشوائب التي تقاوم الإلكترونات التي تتحرك في جسم الموصل. يؤدي تصادم الإلكترونات مع هذه الشوائب إلى التسخين، وأحيانًا (إذا كانت كثافة التدفق مرتفعة جدًا، أي تيار كبير جدًا) وتدمير الموصل (يعتمد عمل عناصر التسخين والصمامات على هذا).

القليل من الرياضيات

كيف يتم قياس مقاومة الموصل، أو بالأحرى، الدائرة الكهربائية؟ تم تسمية وحدة قياس هذه الكمية على اسم الفيزيائي جورج سيمون أوم. نعم، نفس أم التي درسنا قانونها جميعا في المدرسة. في الأدبيات التقنية يشار إليه بالحرف "أوميغا". تتم كتابة المقاومة نفسها في الحسابات على أنها "R" (U - الجهد، I - التيار، P - الطاقة، وما إلى ذلك). ماذا تعني هذه القيمة؟ لنلقي نظرة على مثال. وفقًا لقانون أوم نفسه، إذا كان للموصل مقاومة قدرها 1 أوم، مع تطبيق جهد 220 فولت على طرفيه، فسنحصل على تيار (التيار = الجهد مقسومًا على المقاومة) قدره 220 أمبير. وبضرب التيار في الجهد نجد القدرة: 220 فولت * 220 أمبير = 48400 واط، أو 48 كيلووات. هذه طاقة عالية جدًا لا يمكن لأي أسلاك منزلية تحملها. في الواقع، مثل هذا التيار سيكون تيار ماس كهربائى. يوضح هذا مدى أهمية معرفة مقاومة الدائرة بدقة قبل تطبيق الجهد! لحسن الحظ، ليس من الصعب معرفة ذلك، وليس من الضروري حتى إجراء أي حسابات. هناك أدوات قياس خاصة - أجهزة قياس المقاومة، والتي توضح قيمة مقاومة التيار المباشر. تم تصميم نوع من أجهزة قياس الضخامة لقياس قيم المقاومة الكبيرة، ويستخدم بشكل أساسي لاختبار العزل. في الوقت الحاضر من الصعب العثور على أجهزة قياس الأومتر كأجهزة منفصلة. بالنسبة للجزء الأكبر، فهي جزء من الأدوات المشتركة - Avometers، أو Multimeters، والتي تباع في كل كشك البضائع الصينية.

لذلك، حظا سعيدا في قياساتك!

قد يكون من المفيد أن تقرأ: