فيزياء

مقال عن المقاومة الكهربائية

فيما يتعلق بالتيار الكهربائي، فقد نوقشت كثافة التيار الكهربائي، كما تم شرح المجال الكهربائي في موضوع المجال الكهربائي. يتواجد كل من المجال الكهربائي والتيار الكهربائي في موصل إذا كان هناك فرق جهد فيه، بينما إذا لم يكن هناك فرق جهد، فلا يوجد مجال كهربائي ولا تيار كهربائي.

في معظم الموصلات المعدنية، يتناسب المجال الكهربائي طرديًا مع كثافة التيار الكهربائي، حيث تكون نسبة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار الكهربائي ثابتة. تُسمى قيمة هذه النسبة بالمقاومة النوعية. رياضيًا، تُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين المجال الكهربائي وكثافة التيار والمقاومة النوعية:

اقراء المزيد

مقال حول رموز ألوان المقاومات

المقاوم هو أحد مكونات الدائرة الكهربائية ، ووظيفته التحكم في شدة التيار الكهربائي. يوجد نوعان رئيسيان من المقاومات: المقاومات السلكية الملفوفة والمقاومات الكربونية. تُستخدم المقاومات السلكية الملفوفة عادةً في المختبرات، وتُصنع بلف سلك رفيع حول سطح أنبوب عازل. أما المقاومات الكربونية، فتُستخدم عادةً في الدوائر الإلكترونية، وهي أسطوانية الشكل، ولها أسلاك في كلا طرفيها. تُحدد قيمة مقاومة المقاومة الكربونية باستخدام رموز لونية، وتُعرض على سطح المقاومة.

يمكن معرفة قيمة مقاومة المقاوم من خلال تفسير رمز اللون الخاص به. لفهم ذلك، انظر أولاً إلى الجدول التالي، ثم ادرس المثال الموضح لتحديد قيمة مقاومة المقاوم.

اقراء المزيد

مقال عن المقاومات المتصلة على التوالي

إذا تم توصيل المقاومات كما هو موضح في الشكل، فإنها تكون موصولة على التوالي. ويمكن أن تكون المقاومة الكهربائية المعنية على شكل مكونات مقاومة، أو مصابيح، أو أي نوع آخر من المقاومة الكهربائية.

تتحرك الشحنة الكهربائية عبر المقاومة 1 (R)₁) = ال الشحنة الكهربائية يتحرك عبر المقاومة 2 (R₂) = تتحرك الشحنة الكهربائية عبر المقاومة 3 (R₃). التيار الكهربائي (I) هي شحنة كهربائية تتدفق خلال فترة زمنية معينة (I = Q / t)، ومن ثم فإن التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 1 (I₁) = التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 2 (I₂) = التيار الكهربائي المار عبر المقاومة 3 (I₃رياضياً، التيار الكهربائي الكلي (I) = I₁ = I₂ = I₃.

اقراء المزيد

معادلة المقاومة الكهربائية

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

تُظهر هذه المعادلة أن المقاومة الكهربائية (R) تتناسب طرديًا مع الجهد الكهربائي (V) وعكسيًا مع التيار الكهربائي (I). فكلما زاد جهد الشبكة، زادت المقاومة الكهربائية، والعكس صحيح، فكلما زاد التيار الكهربائي، زادت المقاومة الكهربائية. تُفسر هذه المعادلة قانون أوم فقط عندما تكون المقاومة الكهربائية (R) ثابتة. أما إذا لم تكن المقاومة الكهربائية ثابتة، فإن هذه المعادلة لا تُفسر قانون أوم، بل تُفسر مقاومة الموصل.

اقراء المزيد

مقال عن المقاومات الموصولة على التوازي

إذا تم توصيل المقاومات كما هو موضح في الشكل، فإن المقاومات تكون موصلة على التوازي.

التيار الكهربائي ( التيار الكهربائي = الشحنة الكهربائية التي تتدفق خلال فترة زمنية) الداخل إلى نقطة التفرع هو نفسه التيار الكهربائي الخارج منها. توجد عدة نقاط تفرع، لذا فإن التيار الكهربائي الكلي يساوي مقدار التيار الكهربائي المتدفق في كل نقطة تفرع. رياضياً، I = I₁ ₊ I₂ ₊ I₃ _. بينما يكون فرق الجهد الكهربائي أو الفولتية في كل نقطة تفرع متساوياً.

بما أن التيار I يساوي V/R، فإن المعادلة السابقة تصبح I = V/R₁ ₊ V/R₂ ₊ V/R₃ _. وبما أن الجهد الكهربائي متساوٍ، فإن المعادلة تصبح I = V(1/R₁ ₊ 1/R₂ ₊ 1/R₃ ₎ . إذا كانت المقاومة المكافئة 1/R، فإن I = V(1/R). وبالتالي، 1/R = 1/R₁ ₊ 1/R₂ ₊ 1/ _R₃.

اقراء المزيد

مقال حول مصدر القوة الدافعة الكهربائية، المقاومة الداخلية، جهد الطرفية

يسري التيار الكهربائي في دائرة مغلقة، من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض. عندما يمر التيار الكهربائي عبر عنصر ذي مقاومة كهربائية، يحدث انخفاض في طاقة الوضع الكهربائية لأن الطاقة الكهربائية تُستهلك على هذه المقاومة. ولكي يستمر التيار الكهربائي في التدفق من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض،

لا بد من وجود جهاز لإضافة طاقة كهربائية كامنة، وهذه الأداة هي القوة الدافعة الكهربائية (emf)، أو بشكل أدق مصدر الجهد الكهربائي. القوة الدافعة الكهربائية أو مصدر الجهد هو عنصر يحول نوعًا من الطاقة إلى طاقة كهربائية، مثل البطاريات والخلايا الشمسية ومولدات الكهرباء.

اقراء المزيد

القوى الدافعة الكهربائية في التوصيلات المتسلسلة والمتوازية

إذا كان هناك مصدران أو أكثر للقوة الدافعة الكهربائية (emf) متصلة كما هو موضح في الشكل، فإن القوة الدافعة الكهربائية مرتبة على التوالي.

مصدر الجهد المكافئ (ε) هو:

ε = ε ₁ + ε ₂ + ε _n

المقاومة الداخلية المكافئة (r) هي:

r = r ₁ + r ₂ + r _n

التيار الكهربائي المتدفق عبر المقاومة الخارجية (R) هو:

اقراء المزيد

تنص قاعدة كيرشوف الأولى، والتي تُسمى أيضًا قاعدة نقطة التفرع، على أن التيار الكهربائي الداخل إلى نقطة التفرع هو نفسه التيار الكهربائي الخارج منها. نقطة التفرع في الدائرة الكهربائية هي النقطة التي يلتقي عندها موصلان أو أكثر، كما هو موضح في الشكل الجانبي عند النقطة (أ).

يمثل I التيار الكهربائي الداخل إلى نقطة التفرع، بينما يمثل _I1 و _I2 التيارين الكهربائيين الخارجين من نقطة التفرع، أي I = _I1 + I2 _. مثال آخر، انظر الشكل أدناه.

اقراء المزيد

تنص قاعدة كيرشوف الثانية على أن التغير في الجهد الكهربائي على محيط دائرة كهربائية مغلقة يساوي صفرًا. وتستند هذه القاعدة إلى قانون حفظ الطاقة، الذي ينص على أن الطاقة غير محدودة.

لفهم هذا بشكل أفضل، تخيل الشحنة الكهربائية وهي تتحرك في دائرة مغلقة، كما هو موضح في الشكل. عندما تمر شحنة كهربائية عبر... المقاومة الكهربائية (R)، الـ طاقة الوضع الكهربائية تنخفض طاقة الوضع الكهربائية لأنها تُستخدم على هذه المقاومات. إذا مرت الشحنة الكهربائية عبر مقاومة كهربائية أخرى، فإنها تنخفض مرة أخرى لأنها تُستخدم مجددًا على المقاومة. علاوة على ذلك، عندما تمر الشحنة الكهربائية عبر مصدر الجهد من جهد منخفض إلى جهد مرتفع، تزداد طاقة الوضع الكهربائية. وعندما تعود إلى نقطتها الأصلية، تكون طاقة الوضع الكهربائية كما كانت من قبل، حيث يكون التغير في طاقة الوضع الكهربائية صفرًا. عند تطبيق كيرشوفالقاعدة الثانية للدائرة الكهربائية هي أننا نستخدم التغير في الجهد الكهربائي، وليس التغير في طاقة الوضع الكهربائية.

اقراء المزيد

تعريف الطاقة الكهربائية

تُحدد القدرة المكتسبة في العمل والطاقة على أنها مقدار العمل المنجز خلال فترة زمنية محددة. العمل هو عملية تغير في الطاقة، وبالتالي يمكن فهم القدرة على أنها تغير في الطاقة يحدث خلال فترة زمنية محددة.

الطاقة الكهربائية هي تغير في الطاقة الكهربائية خلال فترة زمنية محددة. وفي مراجعة الجهد الكهربائي، يُشرح أن تغيرات طاقة الوضع الكهربائي تحدث عندما تمر شحنة كهربائية عبر فرق جهد كهربائي.

اقراء المزيد