المقاومة الكهربائية

صيغة المقاومة الكهربائية

في المقال حول قانون أوم تم اشتقاق صيغة توضح العلاقة بين الجهد الكهربائي (V)، والتيار الكهربائي (I)، والمقاومة الكهربائية (R). ويمكن التعبير عنها رياضياً من خلال المعادلة التالية:

توضح هذه المعادلة أن المقاومة الكهربائية (R) يتناسب طرديًا مع الجهد الكهربائي (V) وعكسيًا مع التيار الكهربائي (أ). إذا كان الجهد الكهربائي أكبر، فإن المقاومة أكبر، والعكس صحيح إذا كان التيار الكهربائي أكبر، فإن المقاومة أكبر. تشرح هذه المعادلة قانون أوم فقط عندما تكون المقاومة (R) ثابتة. أما إذا لم تكن المقاومة ثابتة، فإن هذه المعادلة لا تشرح قانون أوم، بل تشرح مقاومة الموصل.

كما تم شرح العلاقة بين مقاومة الموصل (R) في المقال المعنون بقانون أوم. نوع المقاومة أو مقاومة الموصل (ρ)، وطول الموصل (l)، ومساحة مقطع الموصل (A). ويمكن التعبير عنها رياضياً بالمعادلة التالية:

بناءً على هذه المعادلة، يُستنتج أن المقاومة تتناسب طرديًا مع المقاومة النوعية وطول الموصل، وعكسيًا مع مساحة مقطعه العرضي. بعبارة أخرى، تزداد المقاومة بزيادة المقاومة النوعية و/أو طول الموصل، بينما تقل بزيادة مساحة مقطعه العرضي.

إذا كان طول الموصل (l) ومساحة مقطعه العرضي (A) ثابتين، فإن المقاومة (R) تعتمد فقط على المقاومة النوعية (ρ). فكلما زادت المقاومة النوعية، زادت المقاومة، وكلما انخفضت المقاومة النوعية، انخفضت المقاومة الكهربائية. وتتناسب قيمة المقاومة النوعية لكل موصل تناسبًا طرديًا مع درجة الحرارة؛ فإذا ارتفعت درجة الحرارة، زادت المقاومة النوعية، والعكس صحيح؛ فإذا انخفضت درجة الحرارة، انخفضت المقاومة النوعية.

الموصلية

العكس من ذلك نوع المقاومة المقاومة الكهربائية هي الموصلية. وتتناسب الموصلية عكسياً مع المقاومة الكهربائية، كما هو موضح في المعادلة التالية:

إذا تم التعبير عنها بدلالة الموصلية، فإن المعادلة 2 تتغير إلى:

وبناءً على هذه المعادلة، يُستنتج أن المقاومة الكهربائية تتناسب عكسياً مع الموصلية، فإذا كانت موصلية الموصل أكبر، تكون المقاومة أصغر، أو العكس صحيح، فإذا كانت موصلية الموصل أصغر، تكون المقاومة أكبر.

تظهر قيم المقاومة النوعية لكل مادة في الجدول أدناه.

وحدة

وحدة قياس الجهد الكهربائي هي الفولت، ووحدة قياس التيار الكهربائي هي الأمبير، لذا فإن وحدة قياس المقاومة هي الفولت/أمبير. يُطلق على الفولت/أمبير أيضًا اسم الأوم، ويرمز له بالرمز Ω، تكريمًا لجورج سيمون أوم (1789-1854)، الفيزيائي الألماني. بالإضافة إلى الأوم، تُستخدم أيضًا وحدات قياس أخرى مثل الكيلو أوم والميغا أوم. 1 كيلو أوم (kΩ) = 1000 أوم = 10³ Ω، بينما 1 ميجا أوم (MΩ) = 1000.000 Ω = 10⁶ أوه.

أداة قياس

الجهاز المستخدم لقياس المقاومة الكهربائية هو مقياس الأوم. هذا الجهاز مُدمج في جهاز القياس المتعدد، وهو جهاز لقياس الجهد والتيار والمقاومة. يُناقش مقياس الأوم بالتفصيل في مقال أجهزة القياس الكهربائية.

ريفرينسي