المقاومة الكهربائية

مقاومة كهربائية (Resistance) هي خاصية فيزيائية تتميز بها الموصلات المعدنية في الدوائر الكهربائية. تعرف على أنها قابلية المواد لمقاومة مرور التيار الكهربائي فيها.
وهي إعاقة المادة لمرور التيار الكهربائي (الإلكترونات) خلالها. وتحدث الإعاقة في المادة سواء أكانت من الموصلات (كالفلزات) أو غير الموصلات ولكن بدرجات مختلفة. يلزم للألكترونات التغلب على هذه المقاومة للوصول إلى تعادل في الشحنة . وحدة المقاومة هي الأوم.

ثلاثة مقاومات مختلفة، يعين لون الحلقات المرسومة عليها مقدار المقاومة بالأوم.

يرمز لها بالحرف اللاتيني R، تعطى قيمتها بالأوم (Ω). ترتبط هذه الخاصية بمفهومي المقاومية والتوصيل الكهربائيين.

• تبين الصورة ثلاثة مقاومات مختلفة : ويعين لون الحلقات المرسومة على المقاومة مقدار المقاومة بالأوم ، حيث يعطي كل لون قيمة معينة للمقاومة .

عند مرور تيار كهربائي في موصل ذو مقطع متجانس ، وفي درجة حرارة معينة، يمكن لنا قياس مقاومته الكهربائية بدلالة نوع المادة التي صنع منها وبمعرفة أبعاده :

• هي المقاومية أو (المقاومة النوعية) وتعطى بالأوم.متر (Ω.m).
• طول الناقل (السلك) ويعطى بالمتر.
• مساحة المقطع العرضي وتعطى بالمتر المربع.
• الموصلية الكهربائية التي هي مقلوب المقاومية ، وتعطى بمقلوب الأوم.متر Ω.m)⁻¹ ).

ينتج عن مرور التيار الكهربائي في موصل معدني (أو مقاومة) انبعاث الحرارة، وتسمى هذه الظاهرة تأثير جول. يتم في بعض الأحيان التحكم في مقدار هذا التدفق (أجهزة التدفئة) ، إلا أن في حالات أخرى تتبدد هذه الطاقة وتنتج عنها تأثيرات غير مرغوبة فنضطر لتبريد الجهاز.
تعطى الطاقة الحرارية التي تنتج بفعل تأثير جول بالمعادلة التالية:

.

• P: الطاقة الناتجة عن تأثير جول.
• I: شدة التيار المار في الموصل وتعطى بالأمبير.
• R: مقاومة الموصل وتعطى بالأوم.

راجع أيضا: مقاومة كهربائية (ثنائي أقطاب).
يمكن الحصول على وحدة المقاومة باستخدام مسار معين للتيار, حيث تنتج مقاومة قدرها أوم واحد إذا سرى تيار كهربائي خلال عمود من الزئبق بمساحة مقطع مستقطع تساوي 1 ملم² وطوله 1,063 متر.

محتويات

المقاومة وشدة التيار

تسمى المقاومة مقاومة أوميّة (من كلمة أوم) عندما تكون مثالية بمعنى أن لا تتغير قيمتها بتغير الجهد الكهربائي ولا بتغير شدة التيار أو بتغير تردد التيار (في حالة التيار المتردد). وينطبق قانون أوم على مثل هذه المقاومة المثالية في جميع قيم الجهد أو شدة التيار .
فإذا رسمنا الجهد U مع تغير شدة التيار I في رسم بياني لتوضيح العلاقة بينهما وجدنا أن شدة التيار تتناسب طرديا مع زيادة الجهد ، وعندما يكون الجهد مساويا للصفر يصبح التيار أيضا مساويا للصفر . يربط قانون أوم العلاقة بين شدة التيار والمقاومة والجهد الكهربائي:

وعندما يمر تيار كهربائي في مقاومة ينخفض الجهد بقدر ما ، وتنتج قدرة كهربائية طبقا للمعادلة :

وهي تتحول إلى قدرة حرارية ، فتسخن المقاومة .

حساب مقاومة موصل كهربائي

يمكن حساب المقاومة الأومية لجسم منتظم بمعرفة مقاييسه (طول ، عرض ، ارتفاع) و مقاومته النوعية ρ .

وفي حالة مرور التيار في طول موصل طوله l ومساحة مقطعه A تنطبق المعادلة :

وإذا كان مقطع A الموصل دائريا فيمكن حسابه من القطر d طبقا للمعادلة :

تختلف المقاومة النوعية بنوع المادة ، وهي تعتمد عادة على درجة الحرارة ، ووجود شوائب في المادة .

المقاومة النوعية لبعض المواد

أمثلة للمقاومة النوعية والمعامل الحراري عند 20 °C

المادة	ρ20 بوحدة Ω·mm²)/m )	α20 بوحدة 1/كلفن
الفضة	16,5 × 10−3	3,8 × 10−3
النحاس	17,8 × 10−3	3,9 × 10−3
السيليكون	2,3 × 109	−75 × 10−3

• في هذه القائمة α₂₀ هو المعامل الحراري عند درجة 20 مئوية .