تعريف المقاومة الكهربائية وقانون أوم .. وتمارين عليها مع حلولها

تحديد المقاومات الكهربائية

المقاومة هي مكون كهربائي يحد من تدفق التيار الكهربائي داخل الدائرة. المثال الذي غالبًا ما يتم توضيحه لهذه الفكرة لشرحها هو تشبيه التيار الكهربائي بالمياه المتدفقة داخل الخرطوم. يمكن تشبيه المقاوم بانقباض داخل الخرطوم للحد من تدفق المياه.[1]

يعرف غالبية المهتمين بالفيزياء قانون أوم للمقاومة: V = IR / V ، V تعني الجهد عبر المقاومة ، أنا التيار المتدفق داخل المقاوم ، و R هي المقاومة. هذه هي المعادلة التي تربط التيار والجهد والمقاومة وهي قاعدة للعمل مع المقاومات والمكونات السلبية الأخرى. تحت المجهر ، تتكون المقاومات من مجموعة متنوعة من المواد التي توصل الكهرباء ، لكنها ليست حلاً مثاليًا ، لذا فإن قدرة الإلكترونات على التدفق محدودة بالتركيب الذري للمواد التي يتم اختيارها ، بخصائص موصل مختلفة مثل المواد الموصلة ، بالإضافة إلى مساحة السطح ومدة الاستخدام ، من الممكن التحكم في المقاومة بسبب الدقة ، تقاس المقاومة بقانون أوم ، ورمز المقاومة هو Ω.

تعريف قانون أوم

يمكن استخدام قانون أوم للتأكد من القيم الصحيحة والثابتة للدائرة الكهربائية ، ومعدلات التيار الكهربائي ، وطرق إمداد الجهد ، وخفض الجهد. يحدد حالة الجهد العالي ، قد يشير ذلك إلى مشكلة في الإمداد أو الدائرة. في دارة تيار مباشر ، قد يشير قياس التيار الأضعف من المعتاد إلى انخفاض الجهد ، أو زيادة مقاومة الدائرة. الأسباب المحتملة لرفع المقاومة هي الموصلات الضعيفة أو المفكوكة أو الفاسدة أو التالفة. توضع الأحمال في الدائرة على التيار الكهربائي. يمكن أن تصبح الأحمال من خلال أي نوع من المكونات مثل: الأجهزة الكهربائية الصغيرة أو أجهزة الكمبيوتر أو الأجهزة المنزلية. يتم احتواء معظم هذه الأحمال داخل لوحة مع ملصق مرفق. تعطي لوحات الأسماء هذه شهادة سلامة والعديد من الأرقام المرجعية. . يقول الفنيون عن اللوحات المكتوبة على الأجهزة للإشارة إلى الجهد القياسي والقيم الحالية. أثناء الاختبار ، إذا تم تزويد الفنيين بأن القيم العرفية لا تظهر على أجهزة القياس الرقمية المختلفة أو عدادات المشبك الخاصة بها ، فيمكن استخدام قانون أوم لمعرفة أي جزء من الدائرة يواجه مشكلة ومن هنا تم تحديد مكان وجود المشكلة.[2]

العوامل التي تعتمد عليها المقاومة الكهربائية

المقاومة هي مقاومة تدفق التيار الكهربائي عبر الموصل. يمكن قياس مقاومة الدائرة الكهربائية رقميًا. يتم محاذاة الموصل والمقاومة عكسيًا. كلما زادت الموصلية ، انخفضت المقاومة. المقاومة = فرق الجهد / التيار. العوامل التي يعتمد عليها الموصل ، فإنها تعتمد على العوامل التالية:

• درجة حرارة الموصل.
• نقطة المقطع العرضي موصل.
• مكونات ومواد الموصل.
  المقاومة الكهربائية تتناسب طرديا مع الطول (L) للموصل وتتناسب عكسيا مع منطقة المقطع العرضي (A).
  المعادلة هي: “R = ρl / A” ، و هي مقاومة المادة وقياسها بالميكرومتر والأوم بالأمتار.

المقاومة هي مقياس لجودة قدرة المادة على مقاومة إطلاق التيار الكهربائي ، ويبدو أن العوازل سيكون لها قيمة مقاومة أعلى من الموصلات.[3]

تمارين وتطبيقات قانون أوم

• التمرين الأول:

أوجد التيار I من خلال المقاوم للمقاوم R = 2 Ω إذا كان الجهد عبر المقاوم 6 فولت. الحل:
استبدل R بـ 2 و V بـ 6 في قانون أوم V = IR / V.
6 = 2 أنا
الحل للحصول على II = 6/2 = 3 A

• التمرين الثاني:

في الدائرة المرفقة أدناه ، توجد المقاومات R1 و R2 في سلسلة ولديهما مقاومة 5 Ω و 10 Ω ، وبالتالي فإن الجهد عبر المقاوم R1 = 4 فولت ، ابحث عن التيار من خلال المقاوم R2 والجهد من خلال نفس المقاوم.[4]

الدائرة الكهربائية المطلوب حلها في التمرين الثاني. الحل:
نستخدم قانون أوم V = IR / V للعثور على I1 الحالي الذي يمر عبر R1.
4 = 5 أنا 1
حل I1
I1 = 4/5 = 0.8 أ
المقاوماتان على التوالي وعلى التوالي يمر نفس التيار من خلالهما ، وبالتالي فإن التيار I2 إلى R2 يساوي 0.8 أ.
نستخدم الآن قانون أوم لإيجاد الجهد V2 عبر المقاوم R2. V2 = R2 I2 = 10 (0.8) = 8 فولت

• التمرين الثالث:

في الصورة أدناه ، المقاومات R1 و R2 هي نفسها ولديهما مقاومات 8 Ω و 4 ، على التوالي ، التيار خلال R1 = 0.2 A أوجد الجهد من خلال المقاوم R2 والتيار من خلال نفس المقاوم.
الدائرة الكهربائية المطلوب حلها في المثال 3. الحل:
استخدم قانون أوم V = IR / V لإيجاد الجهد V1 من خلال المقاوم R1.
ع 1 = 8 (0.2) = 1.6 فولت
الجهد عبر المقاوم R1 والجهد عبر المقاوم R2 هو نفسه لأن R1 و R2 متوازيان.
يستخدم قانون أوم لإيجاد التيار I2 الذي يتدفق عبر المقاوم R2.
1.6 = 4 I2
حل من أجل I2 I2 = 1.6 / 4 = 0.4 A

ما مدى أهمية قانون أوم

• الدوائر الكهربائية المتوفرة في كل مكان في الحياة اليومية ، من الدوائر المتكاملة المعقدة التي تتحكم في الجهاز والتي فيها الأسلاك التي تمنح الطاقة لتشغيل أو إطفاء المصباح الكهربائي ، على سبيل المثال في المنزل ، ستكون الحياة مختلفة تمامًا إذا لم تكن كذلك محاطة بدوائر كهربائية متوفرة في كل مكان نذهب إليه.
• قانون أوم هو أحد المعادلات المتعلقة بفهم الدوائر الكهربائية ، ولكن لفهمها بشكل صحيح ، ستحتاج إلى فهم سليم للقواعد الرئيسية التي تربط بين الجهد والتيار والمقاومة ، وقانون أوم هو ببساطة المعادلة التي توضح العلاقة بين الموصلات الداخلية الثلاثة.
• الجهد الكهربي هو المصطلح الأكثر استخدامًا لمعرفة فرق الجهد الكهربي بين نقطتين ، ويُظهر الدافع الذي يمنح الشحنة الكهربائية الفرصة للتحرك خلال حلقة متصلة. IR / V.
• قانون أوم مهم جدًا لتوضيح الدوائر الكهربائية لأنه يربط الجهد بالتيار حيث تعتمد قيمة المقاومة على تعديل الاتصال بين الاثنين. يصل أيضًا إلى وصف الطاقة الكهربائية وهي معدل تدفق الطاقة في الثانية ، لأن الطاقة هي P = IV ، وبالتالي يمكن استخدامها للتأكد من أن الدائرة توفر طاقة وافرة ، على سبيل المثال لجهاز 60 واط.
• إن أبرز ما يميز قانون أوم هو أنه يعطي الفرد لتحليل مخططات الدوائر ، خاصة عند مزجه مع قوانين كيرشوف ، التي يتبعونها. يمكن استخدام قانون أوم للعثور على الكمية غير المعروفة للثلاثة ، بشرط أن تحدد الكميتين الأخريين لدائرة كهربائية معينة ، يوضح لك العمل ببعض الأمثلة الرئيسية حول كيفية القيام بذلك.
• ينص قانون الجهد في Kirchhoff على أن انخفاض الجهد في أي حلقة مغلقة في الدائرة يساوي دائمًا صفرًا ، ويوضح القانون الحالي أن مقدار التيار المنبعث من تقاطع أو عقدة في الدائرة يساوي المقدار المنبعث منها ، يمكن استخدام قانون أوم مع قانون الجهد على وجه التحديد لحساب انخفاض الجهد أثناء أي مكون للدائرة ، إنها مشكلة معروفة في فئات الإلكترونيات.[5]

المصدر: th3math.com