المقاومة، المقاومة النوعية، وقانون أوم
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| resistance/rɪˈzɪstəns/ | المقاومة الكهربائية |
| resistivity/ˌriːzɪˈstɪvəti/ | المقاومة النوعية |
| ohms/əʊmz/ | أوم |
لماذا تسخن سلك رف بينما يبقى سميكًا بارداً؟
- ادفع نفس التيار عبر سلك رف وسيسخن بسرعة.
- السلك الرفيق يقاوم التدفق أكثر — لديه مقاومة أكبر.
- المقاومة هي مدى صعوبة جعل المكون للشحنة بالمرور.
- فكرتان تقومان بهذه الدرس: قانون أوم والمقاومية النوعية.
قانون أوم: V = IR
- للعديد من المواد، الجهد والتيار متناسبان: $V = IR$.
- الثابت $R$ هو المقاومة، بوحدة أوم ($\Omega$).
- على رسم بياني لـ $I$–$V$ يكون خطاً مستقيماً يمر بنقطة الأصل.
- بإعادة الترتيب: مقاومة أكبر تعني تياراً أقل لجهد معين.
تتبع خط I–V
غيّر الجهد عبر مقاومة وشاهد التيار يتبع خطاً مستقيماً.
تربط قانون أوم بين الجهد والتيار والمقاومة كالتالي:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$V = IR$ لجهاز أومي.
مصدر $9\ \text{V}$ يقود $3\ \text{A}$ عبر مقاومة. أوجد $R$ (بالأوم).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$R = V/I = 9/3 = 3\ \Omega$.
المقاومة النوعية: المادة والشكل
- تعتمد المقاومة على شكل السلك و مادته: $R = \dfrac{\rho L}{A}$.
- المقاومية النوعية $\rho$ هي معارضة المادة الخاصة للتدفق.
- سلك أطول → مقاومة أكبر؛ سلك أسمك (أكبر $A$) → مقاومة أقل.
- النحاس لديه مقاومة نوعية منخفضة $\rho$ (موصل جيد)؛ النيكرمل لديه مقاومة نوعية عالية $\rho$ (سخان).
باستخدام $R = \rho L/A$، السلك الأطول والأرفع له:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
زيادة الطول ونقصان المساحة كلاهما يرفع $R = \rho L/A$.
مقاومة المادة الخاصة بها لمرور التيار، رمزها $\rho$، هي ال____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
المقاومية النوعية $\rho$ هي خاصية المادة في $R = \rho L/A$.
الأومي وغير الأومي
- الأجهزة الأومية تحافظ على ثابت $R$ — خط مستقيم $I$–$V$.
- الأجهزة غير الأومية (مصباح، ثنائي) تنحني الخط.
- يسخن خيط المصباح، لذا فإن مقاومته ترتفع مع التيار.
- تحقق دائمًا مما إذا كان $R$ ثابتًا حقًا قبل استخدام $V = IR$ بشكل عمياء.
مصباح خيط التوهج غير أومي — ترتفع مقاومته كلما سخنت.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
خيط ساخن له مقاومة أعلى، لذا ينحني خط I–V الخاص به.
حدد جميع العبارات الصحيحة حول المقاومة.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
أومي V=IR، R=ρL/A، المعادن ترتفع مع الحرارة. المصابيح والصمامات غير أومية.
درجة الحرارة مهمة
- في المعادن، الذرات الساخنة تهز الإلكترونات أكثر.
- لذا فإن مقاومة المعدن تزداد مع درجة الحرارة.
- لهذا السبب مقاومة المصباح الباردة أقل بكثير من مقاومته وهو مضاء.
- بعض المواد تفعل العكس، والبعض يفقد جميع المقاومة (موصلات فائقة).
بطارية $12\ \text{V}$ تدفع $3\ \text{A}$ عبر مقاومة. أوجد $R$.
- $R = \dfrac{V}{I} = \dfrac{12}{3} = 4\ \Omega$.
- مضاعفة الجهد و(إذا كانت أومية) يتضاعف التيار أيضًا.
قانون أوم $V = IR$ ينطبق فقط على الأجهزة الأومية ذات ثابت $R$. المصباح أو الثنائي غير أومي — مقاومته تتغير، لذا فإن بيانه البياني $I$–$V$ منحنى وليس خطًا. لا تفترض قيمة ثابتة لـ $R$ لتلك الأجهزة.
المقاومة تعارض التيار: قانون أوم $V = IR$ (أوم)، خط مستقيم $I$–$V$ للأجهزة الأومية. المقاومية النوعية تعطيك $R = \rho L/A$ — الأطول والأرفع يعني مقاومة أكبر. في المعادن، تزداد المقاومة مع درجة الحرارة.