المقاومة، المقاومة النوعية، وقانون أوم
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| resistance/rɪˈzɪstəns/ | مقاومة |
| Ohm's law/əʊmz lɔː/ | قانون أوم |
| ohm/əʊm/ | أوم |
| resistivity/ˌriːzɪˈstɪvəti/ | المقاومة النوعية |
بعض المكونات تسمح بمرور الشحنة بسهولة — أخرى تعارضها
- اضغط نفس الجهد عبر سلك رفيع وسلك عريض؛ السلك الرفيع يسمح بمرور تيار أقل.
- كل مكون يقاوم تدفق الشحنة إلى حد ما.
- هذا المعارضة هو مقاومته، ويحدد مقدار الشدة التي ينتجها الجهد.
- القاعدة التي تربطهم للعديد من المواد هي قانون أوم.
قانون أوم
- المقاومة هي الجهد مقسوماً على التيار: $R = \dfrac{V}{I}$، أو عند إعادة الترتيب $V = IR$.
- وحدتها هي أوم ($\Omega$).
- بالنسبة لمكون أومي (مثل مقاومة معدنية عند درجة حرارة ثابتة)، فإن $R$ تكون ثابتة.
- عندها يكون الجهد والتيار متناسبين — ممثلاً بخط مستقيم يمر بنقطة الأصل.
العلاقة بين الجهد والتيار للمكونات
قارن الخط المستقيم للمقاومة مع المنحنيات الخاصة بالمصباح والدايود.
مقاومة تمر بها شحنة $0.5\ \text{A}$ من مصدر $6\ \text{V}$. ما هي مقاومتها بوحدة $\Omega$؟
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$R = V/I = 6/0.5 = 12\ \Omega$.
أي مما يلي يعبر عن قانون أوم؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$V = IR$ — الجهد يساوي التيار مضروبًا في المقاومة.
ما الذي يحدد مقاومة السلك
- مقاومة السلك هي $R = \dfrac{\rho L}{A}$.
- سلك أطول ($L$) ⇒ مقاومة أكبر؛ سلك أكثر سماكة (مساحة أكبر $A$) ⇒ مقاومة أقل.
- $\rho$ هو المقاومية النوعية، وهي خاصية للمادة (النحاس منخفض، ونيكرمل مرتفع).
- لذا تعتمد المقاومة على المادة و شكل الموصل.
كيف يتغير مقاومة سلك عند جعله أطول (بنفس المادة والسماكة)؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$R = \rho L / A$: السلك الأطول $L$ يعطي مقاومة أكبر.
يُسمى خاصية المادة في $R = \rho L / A$ بـ ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
المقاومة النوعية $\rho$ هي خاصية جوهرية للمادة.
حدد جميع الطرق لزيادة مقاومة سلك.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$R = \rho L / A$ ترتبط بالطول والمقاومة النوعية والرفوع. السلك الأكثر سماكة يخفض $R$.
ليس كل شيء أومي
- مصباح خيطي تسخن مع زيادة التيار، لذا فإن مقاومتها تزداد — مما ينتج عنه رسم بياني منحني.
- الصمام ثنائي يسمح بمرور التيار في اتجاه واحد ويمنعه في الاتجاه الآخر — وهو غير أومي للغاية.
- بالنسبة لهذه الحالات، لا يزال $R = V/I$ يعرّف المقاومة عند كل نقطة، لكنها ليست ثابتة.
- قانون أوم ($V \propto I$) ينطبق فقط عندما تظل $R$ ثابتة.
مصباح التوهج غير أومي: تزداد مقاومته مع ارتفاع حرارته، لذا فإن منحنى الجهد-التيار الخاص به منحني.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يزداد مقاومة خيط التوهج مع التيار، مما ينحني المنحنى.
قانون أوم ($V = IR$ مع $R$ ثابت) ينطبق فقط على المكونات الأومية عند درجة حرارة ثابتة. المصباح الخيطي والصمام الثنائي هما مكونات غير أومية — تتغير مقاومتها، لذا فإن رسومها البيانية لـ$V$–$I$ ليست خطوطاً مستقيمة.
مقاومة تحمل $0.5\ \text{A}$ عند توصيلها بمصدر $6\ \text{V}$. أوجد مقاومتها.
- $R = \dfrac{V}{I} = \dfrac{6}{0.5} = 12\ \Omega$.
ضاعف الجهد إلى $12\ \text{V}$ و(إذا كانت أومية) يتضاعف التيار إلى $1\ \text{A}$.
المقاومة $R = \dfrac{V}{I}$ (بوحدة أوم) تعارض التيار؛ بالنسبة لمكون أومي $V = IR$ هو خط مستقيم. مقاومة السلك هي $R = \dfrac{\rho L}{A}$ — أكثر للسلك الطويل الرقيق. الأجزاء غير الأومية (المصابيح، الصمامات الثنائية) لها مقاومة متغيرة.