محمد عطيه
05-12-2003, 01:13 AM
ما هي المقاومة
لا بد أنك تعلم أن بعض المواد ( كالنحاس مثلاُ ) تملك العديد من الإلكترونات الحرة . في حين أن البعض الآخر لا يسمح بأي درجة من الحرية للإلكترونات التي يملكها وهي العوازل( منها الزجاج و المطاط والميكا ) .
وبين هذين الصنفين في المواد هنا ك مواد ناقلة تقع بين المواد جيدة الناقلية ( كالفضة والنحاس ) والمواد جيدة العازلية ( كالزجاج والمطاط ) . وهذه المواد التي تقع بين الصنفين تملك خصائص توصيل جزئي فهي " تقاوم" مرور الإلكترونات ومن هنا جاءت كلمة ( مقاومة ) .
تعرف المقاومة النوعية لناقل ما بأنها عدد الأومات في سلك دائري طوله 1 inch ( 305mm ) وقطره 0.001 inch .
بعض الأمثلة على ذلك : الفضة 9.75 Ω والنحاس 10.55 Ω والنيكل 53 Ω والنيكروم 660 Ω .
من ذلك نستطيع أن نستنتج أنه بالنسبة لجهد مطبق على سلك قصدير من النيكروم فإن نسبة من التيار وقدرها 10.55/660 = 0.016 فقط هي التي ستمر عبر هذا السلك مقارنة مع التيار الذي سيمر في سلك له نفس الطول والقطر ولكن من معدن النحاس .
وحدة المقاومة هي الأوم (Ω ) . و 1Ω هي مقاومة سلك مقطعه دائري من النحاس قطره 0.001 وطوله 0.88 ( 22.35 mm ) عند درجة الحرارة 32F ( 0 0C ) .
ربط المقاومات على التسلسل وعلى التفرع :
عند وصل قطعتين من الأسلاك التي جرى الحديث عنها آنفاً مع بعضها طرفاً لطرف ( على التسلسل ) فإن قيمة المقاومة ستتضاعف في حين ستصبح قيمة المقاومة الكلية نصف قيمة كل من المقاومتين في حال تم ربطهما على التفرع .
أهم فكرة تتعلق بالمقاومات هي :
تجمع المقاومات على التسلسل على الشكل R1+R2+R3... في حين تنخفض قيمة المقاومات على التفرع بالشكل 1/ ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... ) .
لنفرض أنه لدينا 3 مقاومات قيمها على التوالي :
10 Ω و 22 Ω و 47 Ω وهي مربوطة معاً على التسلسل إذن المقاومة الإجمالية هي :
10 + 22 + 47 = 79 Ω
في حين ربط نفس المقاومات السابقة على التفرع سيعطي :
1/ ( 1/47 + 1/22 + 1/10 ) = 5.996 Ω
المقاومة والطاقة :
يجري عمداً تصميم بعض المقاومات لتشع كميات كبيرة من الطاقة مثل الطباخات الكهربائية ، الأفران ، و المشعات وهي كلها مصممة للاستفادة من خصائص المواد المصنعة منها في معالجة الطاقة .
لابد أننا نذكر قانون أوم P = I * I* R والذي ينص على أن الطاقة تساوي المقاومة في مربع التيار . لنعد إلى مثالنا السابق والذي يتم فيه ربط 3 مقاومات على التسلسل لتعطي معاً 79Ω . لو تم وصل بداية ونهاية المقاومات إلى جهد تغذية قدره 24V فإن التيار المار في هذه المقاومات هو I = V/R = 24/79 = 0.304 A ( قانون أوم ) .
باستخدام معادلات الطاقة نصل إلى تياراً قدره 0.304 يمر عبر مقاومة قدرها 79Ω ينشر ما مجموعه 7.3W من الطاقة . والأسوأ من ذلك ونظراً لعدم تساوي قيم المقاومات فإن الطاقة المنتشرة لا تتوزع بالتساوي على هذه المقاومات بل سيكون التبديد أشد ما يكون في المقاومة الأكبر .
كقاعدة مهمة عند العمل في الدارات الإلكترونية : يجب الانتباه عند تحديد قيمة مقاومة ما إلى أنها قادرة على التعامل مع الطاقة التي ستنشرها ومن البديهيات التي يجب مراعاتها عند التعامل مع الدارات الإلكترونية هي أن يتم استخدام مقاومات باستطاعة تعادل على الأقل ضعف التبديد المتوقع .
تأتي المقاومات المستخدمة في الدارات الإلكترونية باستطاعات شائعة هي :
0.25W و 0.5W و 1W و 5W . يمكن طلب مقاومات باستطاعات أخرى بشكل خاص . لأسباب تتعلق بدقة التصنيع فإنه من الممكن الحصول على مقاومات باستطاعات منخفضة بحيث تصبح قريبة من مجال التسامح للقيم التي صممت عليها . فمثلاً المقاومات ذات الاستطاعة 0.25W تبدي تسامحاً قدره ±2% في القيمة .
يمكن أن تصادف المقاومات ضمن سلسلتين شهيرتين :E12 , E24 .
فالـ E12 تملك 12 قيمة مقاومة ضمن حدود الـ 100 . والـ E24 تملك 24 قيمة ضمن الحدود نفسها .
E12 : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
E24 : 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 72, 82, 91
لاحظ أن كل قيمة تالية لمقاومة من سلسلة E12 ستقع ضمن مجال التسامح ±10% لقيمة المقاومة السابقة . وهذا أتى انتقالاً من الدقة التي كانت شائعة في بداية عهد تصنيع المقاومات وهو ±20% .
فيما بعد أصبحت قيم الدقة ±5% مما قاد إلى استخدام السلسلة E24 . من الشائع اليوم اعتماد الدقة ±2% للمقاومات من نوع الفيلم المعدني .
للأغراض العامة لا يزال الاستخدام الأكثر شيوعاً هو للسلسلة E12 ولكن بدقة إما ±1% أو ±2% أو ±5% .
مخطط رموز ألوان المقاومات :
فيما يلي المخطط الذي يوضح الترميز اللوني للمقاومات .
أسود – بني – أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق – بنفسجي – رمادي – أبيض
ستلاحظ في الشكل طريقتي ترميز : الأولى بأربع أحزمة لونية والثانية بخمسة أحزمة لونية وهي واضحة من الشكل ولا تحتاج إلى مزيد من الشرح .
عادة الترميز بخمسة أحزمة لونية يستخدم في المقاومات ذات الدقة ±1% و ±2% . النموذج الأكثر توفراً هو ±5% يأتي عادة بأربعة أحزمة لونية
تحياتى:rose:
لا بد أنك تعلم أن بعض المواد ( كالنحاس مثلاُ ) تملك العديد من الإلكترونات الحرة . في حين أن البعض الآخر لا يسمح بأي درجة من الحرية للإلكترونات التي يملكها وهي العوازل( منها الزجاج و المطاط والميكا ) .
وبين هذين الصنفين في المواد هنا ك مواد ناقلة تقع بين المواد جيدة الناقلية ( كالفضة والنحاس ) والمواد جيدة العازلية ( كالزجاج والمطاط ) . وهذه المواد التي تقع بين الصنفين تملك خصائص توصيل جزئي فهي " تقاوم" مرور الإلكترونات ومن هنا جاءت كلمة ( مقاومة ) .
تعرف المقاومة النوعية لناقل ما بأنها عدد الأومات في سلك دائري طوله 1 inch ( 305mm ) وقطره 0.001 inch .
بعض الأمثلة على ذلك : الفضة 9.75 Ω والنحاس 10.55 Ω والنيكل 53 Ω والنيكروم 660 Ω .
من ذلك نستطيع أن نستنتج أنه بالنسبة لجهد مطبق على سلك قصدير من النيكروم فإن نسبة من التيار وقدرها 10.55/660 = 0.016 فقط هي التي ستمر عبر هذا السلك مقارنة مع التيار الذي سيمر في سلك له نفس الطول والقطر ولكن من معدن النحاس .
وحدة المقاومة هي الأوم (Ω ) . و 1Ω هي مقاومة سلك مقطعه دائري من النحاس قطره 0.001 وطوله 0.88 ( 22.35 mm ) عند درجة الحرارة 32F ( 0 0C ) .
ربط المقاومات على التسلسل وعلى التفرع :
عند وصل قطعتين من الأسلاك التي جرى الحديث عنها آنفاً مع بعضها طرفاً لطرف ( على التسلسل ) فإن قيمة المقاومة ستتضاعف في حين ستصبح قيمة المقاومة الكلية نصف قيمة كل من المقاومتين في حال تم ربطهما على التفرع .
أهم فكرة تتعلق بالمقاومات هي :
تجمع المقاومات على التسلسل على الشكل R1+R2+R3... في حين تنخفض قيمة المقاومات على التفرع بالشكل 1/ ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... ) .
لنفرض أنه لدينا 3 مقاومات قيمها على التوالي :
10 Ω و 22 Ω و 47 Ω وهي مربوطة معاً على التسلسل إذن المقاومة الإجمالية هي :
10 + 22 + 47 = 79 Ω
في حين ربط نفس المقاومات السابقة على التفرع سيعطي :
1/ ( 1/47 + 1/22 + 1/10 ) = 5.996 Ω
المقاومة والطاقة :
يجري عمداً تصميم بعض المقاومات لتشع كميات كبيرة من الطاقة مثل الطباخات الكهربائية ، الأفران ، و المشعات وهي كلها مصممة للاستفادة من خصائص المواد المصنعة منها في معالجة الطاقة .
لابد أننا نذكر قانون أوم P = I * I* R والذي ينص على أن الطاقة تساوي المقاومة في مربع التيار . لنعد إلى مثالنا السابق والذي يتم فيه ربط 3 مقاومات على التسلسل لتعطي معاً 79Ω . لو تم وصل بداية ونهاية المقاومات إلى جهد تغذية قدره 24V فإن التيار المار في هذه المقاومات هو I = V/R = 24/79 = 0.304 A ( قانون أوم ) .
باستخدام معادلات الطاقة نصل إلى تياراً قدره 0.304 يمر عبر مقاومة قدرها 79Ω ينشر ما مجموعه 7.3W من الطاقة . والأسوأ من ذلك ونظراً لعدم تساوي قيم المقاومات فإن الطاقة المنتشرة لا تتوزع بالتساوي على هذه المقاومات بل سيكون التبديد أشد ما يكون في المقاومة الأكبر .
كقاعدة مهمة عند العمل في الدارات الإلكترونية : يجب الانتباه عند تحديد قيمة مقاومة ما إلى أنها قادرة على التعامل مع الطاقة التي ستنشرها ومن البديهيات التي يجب مراعاتها عند التعامل مع الدارات الإلكترونية هي أن يتم استخدام مقاومات باستطاعة تعادل على الأقل ضعف التبديد المتوقع .
تأتي المقاومات المستخدمة في الدارات الإلكترونية باستطاعات شائعة هي :
0.25W و 0.5W و 1W و 5W . يمكن طلب مقاومات باستطاعات أخرى بشكل خاص . لأسباب تتعلق بدقة التصنيع فإنه من الممكن الحصول على مقاومات باستطاعات منخفضة بحيث تصبح قريبة من مجال التسامح للقيم التي صممت عليها . فمثلاً المقاومات ذات الاستطاعة 0.25W تبدي تسامحاً قدره ±2% في القيمة .
يمكن أن تصادف المقاومات ضمن سلسلتين شهيرتين :E12 , E24 .
فالـ E12 تملك 12 قيمة مقاومة ضمن حدود الـ 100 . والـ E24 تملك 24 قيمة ضمن الحدود نفسها .
E12 : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
E24 : 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 72, 82, 91
لاحظ أن كل قيمة تالية لمقاومة من سلسلة E12 ستقع ضمن مجال التسامح ±10% لقيمة المقاومة السابقة . وهذا أتى انتقالاً من الدقة التي كانت شائعة في بداية عهد تصنيع المقاومات وهو ±20% .
فيما بعد أصبحت قيم الدقة ±5% مما قاد إلى استخدام السلسلة E24 . من الشائع اليوم اعتماد الدقة ±2% للمقاومات من نوع الفيلم المعدني .
للأغراض العامة لا يزال الاستخدام الأكثر شيوعاً هو للسلسلة E12 ولكن بدقة إما ±1% أو ±2% أو ±5% .
مخطط رموز ألوان المقاومات :
فيما يلي المخطط الذي يوضح الترميز اللوني للمقاومات .
أسود – بني – أحمر – برتقالي – أصفر – أخضر – أزرق – بنفسجي – رمادي – أبيض
ستلاحظ في الشكل طريقتي ترميز : الأولى بأربع أحزمة لونية والثانية بخمسة أحزمة لونية وهي واضحة من الشكل ولا تحتاج إلى مزيد من الشرح .
عادة الترميز بخمسة أحزمة لونية يستخدم في المقاومات ذات الدقة ±1% و ±2% . النموذج الأكثر توفراً هو ±5% يأتي عادة بأربعة أحزمة لونية
تحياتى:rose: