موضوع مقاومة النحاس هو قدرة المواد على توصيل التيار الكهربائي لأن قدرة المواد على توصيل التيار الكهربائي تختلف باختلاف كفاءتها والضغط الكهربائي المطبق عليها.
مقدمة في موضوع مقاومة النحاس
- النحاس هو أحد المعادن التي يتم استخراجها من الأرض في جميع أنحاء العالم ويتم استخراج هذا المعدن بكميات كبيرة جدًا توجد على شكل ثقوب كبيرة في الأرض.
- يرمز إلى هذا المعدن بالرمز الكيميائي cu، حيث يعتبر هذا المعدن من أنقى العناصر التي يمكن للإنسان الحصول عليها في أي مكان.
- يتميز النحاس بلونه البني المحمر اللامع، لكن هذا تؤكده عوامل التجوية، فيتحول إلى اللون الأخضر، وهذا العنصر له قدرة ممتازة على توصيل الحرارة والكهرباء.
- لذلك، يجب أن تكون مقاومة النحاس منخفضة لأن النحاس هو أحد أقوى الموصلات للحرارة والكهرباء ذات السعة العالية جدًا.
- إذا كانت العلاقة بين مقاومة النحاس وموصليةها مرتبطة بشكل عكسي، فيمكن حساب مقاومة أي مادة باستخدام المعادلة التالية ρ = (R * A) / L =-m.
- حيث يشير الرمز p إلى المقاومة والحرف R يشير إلى المقاومة مضروبة في مساحة المقطع العرضي للمادة ثم مقسومة على ناتج ضربها بالطول والمشار إليها بالمنتج بالأوم.
- حيث تكون مقاومة النحاس عند درجة حرارة 20 درجة مئوية 77 × 10 ^ -6 أوم.
ما هي العوامل التي تؤثر على مقاومة النحاس؟
- تتأثر مقاومة النحاس بمجموعة من التأثيرات والعوامل، بما في ذلك هذه العوامل.
1- المساحة والطول
- تتناسب المقاومة النوعية للنحاس عكسياً مع المنطقة، فإذا كان هناك سلك نحاسي بمساحة كبيرة، فإن المقاومة المحددة لهذا السلك ستكون أصغر، مما يعني أنه من السهل توصيل التيار الكهربائي.
- المقاومة النوعية للنحاس تتناسب طرديًا مع الطول، فإذا كان لدينا سلك نحاسي طويل، فإن المقاومة المحددة لهذا السلك ستكون أكبر وأكبر.
2- درجة الحرارة
- تعتمد مقاومة النحاس على درجة الحرارة، حيث تتناسب المقاومة بشكل مباشر مع زيادة درجة الحرارة.
- تزداد مقاومة النحاس مع زيادة درجة الحرارة، حيث تزداد مقاومة الموصلات مع زيادة درجة الحرارة، على عكس أشباه الموصلات، التي تقل مقاومتها مع درجة الحرارة.
3- طبيعة المادة
- تعتمد المقاومة النوعية للنحاس على طبيعة المادة ودرجة نقاوتها، فكلما كان عنصر النحاس أنقى لا يختلط بالشوائب، قلت المقاومة النوعية للنحاس.
- إذا لم يكن عنصر النحاس نقيًا ولكنه مختلط ببعض الشوائب، فستكون المقاومة المحددة له عالية، وهذه القاعدة تنطبق على جميع أنواع العناصر الأخرى.
حدد المقاومة
- تسمى المقاومة المقاومة الكهربائية وهي خاصية ثابتة لكل مادة وتوجد في جميع الدوائر الكهربائية حيث تعمل هذه المقاومة لمقاومة شدة التيار الكهربائي.
- حيث تعتبر هذه المقاومة من المكونات الرئيسية في جميع الدوائر الكهربائية حيث أنها تعتمد على قيمة المقاومة لجميع العناصر الأخرى مثل التيار الكهربائي والسعة الكهربائية في جميع الدوائر الكهربائية.
- حيث المقاومة هي النسبة بين التيار الكهربائي والجهد، وتقاس هذه المقاومة بالأوم ويُرمز إليها بالرمز أوميغا.
- المقاومة تتناسب عكسياً مع التيار الكهربائي لأن المقاومة الكهربائية تقطع وتعوق التيار الكهربائي في الدوائر الكهربائية.
أنواع المقاومة المحددة
- هناك العديد من أنواع المقاومات التي تختلف في الشكل والحجم والمادة.
- 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 وله حجم صغير. على الرغم من انخفاض سعر هذه المقاومة، إلا أنها تتمتع بقدرة ممتازة على توصيل التيار الكهربائي. تنقسم المقاومة الخطية الثابتة إلى عدة أنواع.
- مقاومات الكرتون، سميت هذه المقاومة لأنها مكونة من جزيئات الكربون ويمكن تحديد قيمة هذه المقاومة بنسبة المواد العازلة بداخلها.
- تتكون مقاومات الكربون من سلكين متصلين بأطراف هذا المقاوم وطبقة عازلة من البلاستيك تحتوي على عدة ألوان لتحديد قيمة هذه المقاومة.
1- مقاومات الأسلاك الحلزونية
- يحتوي هذا النوع من المقاوم على قلب عازل مصنوع من البورسلين أو السيراميك، وهذه المقاومة عبارة عن قلب محاط بسلك مقاوم مصنوع من مواد عازلة مثل النيكل أو الكروم.
- تتميز مقاومة سلك الملف بقدرته الفائقة عند تطبيق الأحمال الزائدة، بالإضافة إلى أنها لا تسبب أي إزعاج عند التوصيل، ولكن تكلفة هذه المقاومة مرتفعة للغاية ومكلفة.
2- مقاومات رقيقة
- تتميز هذه المقاومة بتكلفة منخفضة، حيث تتكون من طبقة رقيقة موصلة للكهرباء، وهذه الطبقة محاطة بقضيب عازل من الزجاج أو السيراميك.
- يمكن صنع المقاومات الرقيقة من جزيئات الكربون، ولكن غالبًا ما تكون هذه المقاومات مصنوعة من خليط من المعادن والزجاج.
3- المقاومات المتغيرة
- تختلف قيمة هذه المقاومة اعتمادًا على اختلاف درجة الحرارة أو فرق الجهد المطبق على هذه المقاومة.
- هذه المقاومة لا تتناسب خطيًا مع التيار الكهربائي المتدفق عبر الدائرة الكهربائية التي تحتوي على هذه المقاومة.
- مثال على هذه المقاومة هو المقاوم، وهذه المقاومة شديدة الحساسية للتغيرات في درجات الحرارة، وتتغير قيمة هذه المقاومة مع شدة الضوء الساقط عليها.
كيفية قياس المقاومة الكهربائية
- هناك العديد من الطرق المستخدمة لقياس المقاومة الكهربائية، أحدها جسر ويتشتون.
- إنها أداة تستخدم لقياس المقاومة الكهربائية ذات القيمة غير المعروفة وأين يتم استخدامها لمعرفة قيمة المقاومة وتحديدها.
- بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتم استخدام جهاز Witchton في الحالات التي تكون فيها المقاومات من نفس التصنيف.
- جهاز جسر كلفن المزدوج، يستخدم هذا الجهاز لقياس المقاومات الكهربائية التي تكون قيمتها منخفضة للغاية، حيث يتميز هذا الجهاز بالدقة والقدرة العالية على قياس المقاومة المنخفضة.
- جهاز قياس المقاومة. تستخدم هذه الأداة بشكل شائع لقياس المقاومة الكهربائية مباشرة من خلال التناسب بين المقاومة الكهربائية والتيار الكهربائي وفرق الجهد.
طريقة اللون لقياس 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 علب المقاوم على شكل خطوط دائرية حيث يمثل كل لون قيمة مقاومة محددة ويتم قراءة هذه القيمة من الجانب الأيسر إلى الجانب الأيمن.
- حيث تختلف هذه الألوان في القيمة ويمكن أن تقتصر على خمسة عشر لونًا، فإن قيمة الأسود من هذه الألوان تساوي صفرًا، بينما قيمة اللون البني هي واحد والأحمر له قيمة اثنين وهكذا.
- هناك طريقتان للترميز اللوني، إحداهما رباعي الألوان، حيث يشير اللونان الأول والثاني إلى رقم اللون.
- بينما يشير اللون الثالث إلى القيمة المضاعفة ويشير اللون الرابع إلى النسبة المئوية للاختلاف في قيمة المقاومة.
- أما بالنسبة للخمس أشرطة، فالألوان الثلاثة الأولى تظهر رقم اللون، واللون الرابع يظهر القيمة المضاعفة، واللون الخامس يظهر القيمة النسبية لتلك المقاومة.
اختتام موضوع مقاومة النحاس
في نهاية رحلتنا مع موضوع مقاومة النحاس، سنقوم بتوضيح جميع المعلومات حول مقاومة النحاس، بالإضافة إلى أنواع المقاومة وكيفية قياسها.