موضوع المقاومة النوعية للنحاس، المقاومة هو قدرة المواد على توصيل التيار الكهربائي، لأن قدرة المواد على توصيل التيار الكهربائي تختلف باختلاف كفاءتها والضغط الكهربائي المطبق عليها.
مقدمة في موضوع المقاومة النوعية للنحاس
- النحاس هو أحد المعادن التي يتم استخراجها من الأرض في جميع أنحاء العالم، ويتم استخراج هذا المعدن بكميات كبيرة جدًا، والتي توجد على شكل ثقوب كبيرة في الأرض.
- يرمز إلى هذا المعدن بالرمز الكيميائي cu لأن هذا المعدن يعتبر من أنقى العناصر التي يمكن للإنسان الحصول عليها في أي مكان.
- يتميز النحاس بلونه البني المحمر اللامع، ولكنه يتعرض للعوامل الجوية فيتحول إلى اللون الأخضر، ويتميز هذا العنصر بقدرة ممتازة على توصيل الحرارة والكهرباء.
- لذلك، يجب أن تكون المقاومة النوعية للنحاس منخفضة لأن النحاس هو أحد أقوى الموصلات للحرارة والكهرباء ذات السعة العالية جدًا.
- في حين أن العلاقة بين مقاومة النحاس وموصلته هي علاقة عكسية، حيث يمكن حساب المقاومة لأي مادة من المعادلة التالية ρ = (R * A) / L = Ω-m.
- حيث يشير الرمز p إلى مقاومة محددة، ويشير الحرف R إلى المقاومة مضروبة في مساحة المقطع العرضي للمادة، ثم قسّم حاصل ضربها على الطول ودل على المنتج بالأوم متر.
- حيث تكون مقاومة النحاس عند 20 درجة مئوية 77 × 10 ^ -6 أوم.
ما هي العوامل المؤثرة في مقاومة النحاس؟
- تتأثر مقاومة النحاس بعدد من التأثيرات والعوامل، بما في ذلك تلك العوامل.
1- المساحة والطول
- تتناسب المقاومة النوعية للنحاس عكسياً مع المنطقة، إذا كان هناك سلك نحاسي بسطح عريض، فإن المقاومة المحددة لهذا السلك ستكون أقل، وبالتالي يصبح توصيل التيار الكهربائي أسهل.
- تتناسب المقاومة المحددة للنحاس بشكل مباشر مع الطول، إذا كان لدينا سلك نحاسي طويل، فإن المقاومة المحددة لهذا السلك ستكون عالية وكبيرة.
2- درجة الحرارة
- تتأثر المقاومة النوعية للنحاس بدرجة الحرارة، حيث تتناسب المقاومة المحددة طرديًا مع الزيادة في درجة الحرارة.
- تزداد المقاومة النوعية للنحاس مع زيادة درجة الحرارة لأن المقاومة النوعية للموصلات تزداد مع زيادة درجة الحرارة، على عكس أشباه الموصلات التي تقل مقاومتها المحددة مع زيادة درجة الحرارة.
3- طبيعة المادة
- تعتمد المقاومة النوعية للنحاس على طبيعة المادة ودرجة نقاوتها. كلما كان عنصر النحاس أكثر نقاءً ولم يتم خلطه بأي شوائب، قلت المقاومة المحددة للنحاس.
- إذا لم يكن عنصر النحاس نقيًا ولكنه مختلط ببعض الشوائب، فستكون المقاومة المحددة له عالية، وهذه القاعدة تنطبق على جميع أنواع العناصر الأخرى.
ضع مقاومة محددة
- تسمى المقاومة النوعية المقاومة الكهربائية وهي خاصية ثابتة في كل مادة وتوجد في جميع الدوائر الكهربائية حيث تعمل هذه المقاومة على مقاومة شدة التيار الكهربائي.
- حيث تعتبر هذه المقاومة من المكونات الرئيسية لجميع الدوائر الكهربائية لأنها تعتمد على قيمة المقاومة لجميع العناصر الأخرى مثل التيار الكهربائي والطاقة الكهربائية في جميع الدوائر الكهربائية.
- حيث تمثل المقاومة نسبة التيار الكهربائي إلى الجهد، وتقاس هذه المقاومة بالأوم ويرمز لها برمز أوميغا.
- المقاومة النوعية تتناسب عكسياً مع التيار الكهربائي لأن المقاومة الكهربائية تقطع وتعطل التيار الكهربائي في الدوائر الكهربائية.
أنواع المقاومة الخاصة
- هناك العديد من أنواع المقاومات التي تختلف عن بعضها البعض من حيث الشكل والحجم ومواد التصنيع.
- المقاومة الخطية تسمى هذه المقاومة الخطية لأن قيمتها تتناسب خطيًا مع فرق الجهد عبرها، وهذه المقاومة لها نوعان رئيسيان:
- مقاومة خطية ثابتة، وقيمة هذه المقاومة ثابتة دائمًا ولا تتغير. هذا المقاوم سهل التركيب وصغير الحجم. على الرغم من انخفاض أسعار هذه المقاومة، إلا أنها تتمتع بقدرة ممتازة على توصيل التيار الكهربائي. تنقسم المقاومة الخطية الثابتة إلى عدة أنواع.
- مقاومات الكرتون، يسمى هذا المقاوم بهذا الاسم لأنه يتكون من جزيئات الكربون، ويمكن تحديد قيمة هذه المقاومة بنسبة المواد العازلة بداخلها.
- تتكون مقاومات الكربون من سلكين متصلين بأطراف هذه المقاومة وطبقة عازلة من البلاستيك تحتوي على ألوان متعددة لتحديد قيمة هذه المقاومة.
1- مقاومات الأسلاك الملتوية
- يحتوي هذا النوع من المقاوم على قلب عازل مصنوع من البورسلين أو السيراميك، وهذا المقاوم عبارة عن قضيب محاط بسلك مقاوم يتكون من مواد عازلة مثل النيكل أو الكروم.
- تتميز مقاومة الأسلاك الملفوفة بقدرتها الممتازة عند تطبيق الأحمال الكبيرة للغاية، بالإضافة إلى أنها لا تسبب أي إزعاج أثناء التوصيل، ولكن قيمة هذه المقاومة مرتفعة للغاية ومكلفة.
2- مقاومات رفيعة
- يتميز هذا المقاوم بتكلفة منخفضة لأنه يتكون من طبقة رقيقة موصلة للتيار الكهربائي، وهذه الطبقة محاطة بنواة عازلة مصنوعة من الزجاج أو مادة السيراميك.
- يمكن صنع المقاومات الرقيقة من جزيئات الكربون، ولكن غالبًا ما تُصنع هذه المقاومات من خليط من المعادن والزجاج.
3- المقاومات المتغيرة
- تتغير قيمة هذه المقاومة وفقًا لاختلاف درجة الحرارة أو فرق الجهد المطبق على هذه المقاومة.
- هذه المقاومة لا تتناسب خطيًا مع التيار الكهربائي الذي يمر عبر الدائرة التي تحتوي على هذه المقاومة.
- مثال على هذه المقاومة هو المقاوم، وهذه المقاومة شديدة الحساسية عند تغير درجة الحرارة، وتتغير قيمة هذه المقاومة حسب شدة الضوء الساقط عليها.
كيف تقيس المقاومة الكهربائية؟
- هناك العديد من الطرق المستخدمة لقياس المقاومة الكهربائية، أحدها جسر ويتشتون.
- هو جهاز يستخدم لقياس المقاومة الكهربائية ذات القيمة غير المعروفة وحيث يتم استخدامه لإيجاد وتحديد قيمة المقاومة.
- بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام جهاز Witchton في الحالات التي تكون فيها قيمة المقاومات متشابهة.
- جهاز جسر كلفن المزدوج، يستخدم هذا الجهاز لقياس المقاومات الكهربائية التي تكون قيمتها منخفضة للغاية، لأن هذا الجهاز يتميز بالدقة العالية والقدرة العالية على قياس المقاومة المنخفضة.
- جهاز قياس المقاومة. يستخدم هذا الجهاز بشكل شائع لقياس المقاومة الكهربائية مباشرة من خلال التناسب بين المقاومة الكهربائية والتيار الكهربائي وفرق الجهد.
طريقة لقياس لون المقاومة الكهربائية
- أحيانًا يكون من الصعب كتابة قيمة المقاومة الكهربائية نظرًا لصغر حجم هذه المقاومة، لذلك تم استخدام الألوان لتحديد قيمة هذه المقاومة.
- يتم ذلك عن طريق طباعة الألوان على أجسام المقاومات كخطوط دائرية، حيث يمثل كل لون قيمة مقاومة محددة ويتم قراءة تلك القيمة من اليسار إلى اليمين.
- حيث تختلف هذه الألوان في القيمة ويمكن أن تقتصر على خمسة عشر لونًا، فالأسود هو اللون وله قيمة صفرية، بينما للبني قيمة واحدة، وللأحمر قيمة اثنين، وهكذا.
- هناك طريقتان للترميز اللوني، إحداهما رباعي الألوان، حيث يشير اللونان الأول والثاني إلى رقم اللون.
- بينما يظهر اللون الثالث القيمة المضاعفة ويظهر اللون الرابع نسبة عدم تطابق قيمة المقاومة.
- بالنسبة للأشرطة الخمسة، فإن الألوان الثلاثة الأولى تشير إلى رقم اللون، واللون الرابع يشير إلى القيمة المضاعفة، واللون الخامس يشير إلى القيمة النسبية لهذه المقاومة.
اختتام الموضوع على مقاومة محددة للنحاس
في نهاية رحلتنا حول مقاومة محددة للنحاس، سنقوم بتوضيح جميع المعلومات حول المقاومة المحددة للنحاس وأنواع المقاومة وقياسها.