إحدى القضايا المتعلقة بمقاومة النحاس، المقاومة هي قدرة المواد على توصيل الكهرباء، حيث تختلف قدرة المواد على توصيل الكهرباء حسب كفاءتها والجهد الكهربائي المطبق عليها.
جدول المحتويات
مقدمة في مقاومة النحاس
- يعتبر النحاس من المعادن المستخرجة من باطن الارض حول العالم ويتم استخراج هذا المعدن بكميات كبيرة جدا على شكل ثقوب كبيرة في باطن الارض.
- يرمز إلى هذا المعدن بالرمز الكيميائي Cu حيث يعتبر هذا المعدن من أنقى العناصر التي يمكن لأي شخص الحصول عليها في أي مكان.
- يتميز النحاس بلونه الأحمر البني الفاتح، ولكن هذا ما تؤكده عوامل الطقس، فيتحول إلى اللون الأخضر، ويتميز هذا العنصر بقدرته الممتازة على توصيل الحرارة والكهرباء.
- لذلك، يجب أن تكون مقاومة النحاس منخفضة لأن النحاس هو أحد أقوى الموصلات للحرارة والكهرباء ذات سعة عالية جدًا.
- عندما تكون العلاقة بين مقاومة النحاس وموصلته علاقة عكسية، يمكن حساب المقاومة لأي مادة بالمعادلة التالية: ρ = (R * A) / L =-m.
- حيث يشير الرمز p إلى المقاومة، ويشير الحرف R إلى المقاومة، والتي يتم ضربها في مساحة المقطع العرضي للمادة، ثم قسمة ناتج الضرب على الطول والإشارة إلى المنتج بالأم.
- حيث تكون المقاومة النوعية للنحاس عند درجة حرارة 20 درجة مئوية 77 × 10 ^ -6 أوم.
ما هي العوامل التي تتأثر بمقاومة النحاس؟
- تتأثر مقاومة النحاس بعدد من التأثيرات والعوامل، بما في ذلك هذه العوامل.
1- المساحة والطول
- تتناسب مقاومة النحاس عكسياً مع المنطقة، فإذا كان هناك سلك نحاسي بمساحة كبيرة، فإن مقاومة هذا السلك ستكون أقل، وبالتالي سيكون من الأسهل توصيل تيار كهربائي.
- مقاومة النحاس تتناسب طرديًا مع الطول، فإذا كان لدينا سلك نحاسي طويل، فإن مقاومة هذا السلك ستكون عالية وكبيرة.
2- درجة الحرارة
- تتأثر مقاومة النحاس بدرجة الحرارة، حيث تتناسب المقاومة طرديًا مع ارتفاع درجة الحرارة.
- تزداد مقاومة النحاس مع زيادة درجة الحرارة لأن مقاومة الموصلات تزداد مع زيادة درجة الحرارة، على عكس أشباه الموصلات التي تقل مقاومتها مع زيادة درجة الحرارة.
3- نوع المادة
- تتأثر مقاومة النحاس بطبيعة المادة ودرجة النقاء: فكلما كان عنصر النحاس أنقى لا يختلط بالشوائب، قلت مقاومة النحاس.
- من ناحية أخرى، إذا كان عنصر النحاس ليس نقيًا ولكنه مختلط ببعض الشوائب، فستكون المقاومة عالية، وهذه القاعدة تنطبق على جميع أنواع العناصر الأخرى.
تحديد مقاومة معينة
- تسمى المقاومة المقاومة الكهربائية وهي خاصية ثابتة في كل مادة وتوجد في جميع الدوائر الكهربائية حيث تستخدم هذه المقاومة لتحمل شدة التيار الكهربائي.
- حيث تعتبر هذه المقاومة من المكونات الرئيسية في جميع الدوائر الكهربائية لأنها تعتمد في جميع الدوائر الكهربائية على قيمة المقاومة لجميع العناصر الأخرى مثل التيار الكهربائي والقدرة الكهربائية.
- حيث تمثل المقاومة العلاقة بين التيار الكهربائي والجهد، وتقاس هذه المقاومة بالأوم ويرمز لها بالرمز أوميغا.
- تتناسب المقاومة عكسيًا مع التيار الكهربائي لأن المقاومة الكهربائية تعطل التيار الكهربائي في الدوائر وتعرقله.
أنواع المقاومة
- هناك أنواع عديدة من المقاومات، تختلف في الشكل والحجم والمواد المصنعة.
- المقاومة الخطية، تسمى هذه المقاومة الخطية لأن قيمتها تتناسب خطيًا مع فرق الجهد، 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 هذا المقاوم إلا أنه يتمتع بقدرة فائقة على توصيل التيار الكهربائي. تنقسم المقاومة الخطية الثابتة إلى عدة أنواع.
- سميت هذه المقاومة بالمقاومات الكرتونية لأنها تتكون من جزيئات الكربون ويمكن تحديد قيمة هذا المقاوم من خلال نسبة المواد العازلة التي يحتوي عليها.
- تتكون مقاومات الكربون من سلكين متصلين بأطراف هذا المقاوم وطبقة عازلة من البلاستيك تحتوي على عدة ألوان لتحديد قيمة هذا المقاوم.
1 مقاومات الأسلاك الملفوفة
- يحتوي هذا النوع من المقاوم على قلب عازل مصنوع من البورسلين أو السيراميك، وهذا المقاوم عبارة عن قضيب محاط بسلك مقاومة مصنوع من مواد عازلة مثل النيكل أو الكروم.
- يتميز المقاوم سلك الملف بقدرته الفائقة عند تطبيق الأحمال الزائدة، بالإضافة إلى أنه لا يسبب أي إزعاج عند التوصيل، ولكن تكلفة هذا المقاوم مرتفعة للغاية ومكلفة.
2- مقاومات رقيقة
- يتميز هذا المقاوم بتكلفته المنخفضة لأنه يتكون من طبقة رقيقة موصلة للكهرباء محاطة بزجاج عازل أو قلب خزفي.
- 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 المتدفق عبر الدائرة التي تحتوي على هذه المقاومة.
- مثال على هذا المقاوم هو المقاوم الآخر ويكون هذا المقاوم حساسًا جدًا عندما تتغير درجة الحرارة وتتغير قيمة هذا المقاوم وفقًا لشدة الضوء الساقط عليه.
كيفية قياس 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 لاكتشاف وتحديد قيمة المقاومة.
- بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام جهاز Witchton في الحالات التي تكون فيها قيمة المقاومات متشابهة.
- جهاز دبل كلفن بريدج، يستخدم هذا الجهاز لقياس المقاومة الكهربائية التي تكون قيمتها منخفضة للغاية، لأن هذا الجهاز يتميز بقدرته الدقيقة والعالية على قياس المقاومة المنخفضة.
- مقياس المقاومة يستخدم هذا الجهاز عادة لقياس المقاومة الكهربائية مباشرة من خلال التناسب بين المقاومة الكهربائية والتيار الكهربائي وفرق الجهد.
طريقة قياس اللون للمقاومة الكهربائية
- في بعض الأحيان، وبسبب صغر حجم هذه المقاومات، يصعب كتابة قيمة المقاومة الكهربائية، لذلك تم استخدام الألوان لتحديد قيمة هذه المقاومة.
- يتم ذلك عن طريق طباعة الألوان على أجسام المقاوم في شكل خطوط دائرية، يشير كل لون إلى قيمة مقاومة محددة وقراءة تلك القيمة من الجانب الأيسر إلى الجانب الأيمن.
- حيث تختلف هذه الألوان في القيمة ويمكن أن تقتصر على خمسة عشر لونًا من تلك الألوان، يكون الأسود وقيمته صفرًا، بينما قيمة اللون البني واحدة وقيمة اللون الأحمر اثنين وهكذا.
- هناك طريقتان للترميز اللوني، إحداهما رباعي الألوان، حيث يشير اللونان الأول والثاني إلى رقم اللون.
- بينما يشير اللون الثالث إلى القيمة المضاعفة، يشير اللون الرابع إلى النسبة المئوية للتباين في قيمة المقاومة.
- في النطاقات الخمسة، تشير الألوان الثلاثة الأولى إلى رقم اللون، ويشير اللون الرابع إلى القيمة المضاعفة، ويشير اللون الخامس إلى القيمة النسبية لتلك المقاومة.
اختتام موضوع مقاومة النحاس
في نهاية رحلتنا بموضوع حول مقاومة النحاس، أوضحنا جميع المعلومات حول مقاومة النحاس وأنواع المقاومة وكيفية قياسها.