السلام عليكم جميعًا
المقاومات و ما أدراك ما المقاومات, المقاومات تعتبر من أهم العناصر في أي دارة كهربائية وهي عبارة عن قطعة إلكترونية بأحجام و ألوان و أشكال وخصائص متنوعة و وظيفتها "إعاقة أو (مقاومة) التيار".
يمكنك أن تراها من خلال الصورة التالية:
و لكن ما الفائدة من إعاقة التيار؟ أي لماذا يجب أن نعيقه؟
فالنتخيل أنني قمت بتوصيل مصباح LED
ملاحظة جانبية: لماذا يجب أن نشرب الماء أو السوائل على 3 مرات و ليس مرة واحدة؟
علميًا إن العضو المسؤول عن العطش هو الكبد , فإن قمت بشرب على مرة واحدة فستفاجئ الكبد بكمية الماء ومن الممكن أن تؤدي إلى أضرار أو تلف به
تذكرت هذا الشيء من خلال تفاجئ ال LED بتفاجئ الكبد , فسبحان الله الذي ما أمرنا بشيء إلا وبه نفع لنا ,لأنه هو من خلقنا و هو الأعلم بنا من أنفسنا.
و يمكننا تطبيق هذا المثال على كل أنواع الأجهزة, فالنتخيل أن هناك ثلاجة, تلفاز, ميكرويف , فمن دون المقاومة لن تتمكن من تشغل أي جهاز لأنها كلها بكل بساطة ستنفجر و تتلف من أول تشغيل لها, فهل علمت ما أهمية المقاومات؟
مثال خارجي لفهم ألية عمل المقاومة:
ترى في الصورة على اليسار أنبوبي ماء , أحدهما نصف مفتوح و الآخر مفتوح على الكامل وانظر لكمية الماء الخارجة من الطرفين
تخيل الإلكترونات كالماء و المقاومة كالحاجز
و بما أنك مهندس تحب الفهم فستسأل :
- كيف تعيق المقاومة الإلكترونات أو تحديدًا ما العملية التي تتم لحدوث ذلك, و الطاقة الكهربائية المفقودة ماذا يحصل بها ؟
- هل تتأثر سرعة الإلكترونات بسبب المقاومة ؟
إجابة سؤالك الأول :
تقوم الإلكترونات في السير في السلك بشكل طبيعي إلى أن تصل للمقاومة التي تتكون من مزيج من المواد الموصلة و العازلة لإعاقة الإلكترونات , فيتم إنشاء تصادمات بين الإلكترونات و ذرات المواد العازلة داخل المقاومة , ففي هذه الحالة تمتص المواد العازلة الطاقة الحركية من الإلكترونات و تحولها لطاقة حرارية
بشكل عام تتحول الطاقة الكهربائية من التيار الذي هو سيل من الإلكترونات إلى طاقة حرارية , و لكن إن غصنا إلى التفاصيل فسنرى أن ما يتحول هو الطاقة الحركية في الإلكترونات إلى طاقة حرارية في المقاومة
أما إجابة السؤال الثاني :
لا سرعة الإلكترونات لا تتغير , وسأخبرك تشبيه لتصل اليك الفكرة:
تخيل بأنك تسير على طريق مُمهد واسع أنت و صديقاك على سرعة 100Km/h , ويوجد شرط أن لا تتوقفوا أو أن يسير أحدكم خلف الآخر (كلكم على نفس المستوى).
وعند نقطة ما الطريق الواسع بدأ يصبح ضيقًا, ولكنكم على نفس الشرط بأن تبقوا على نفس المستوى بنفس السرعة ولم يعد الطريق يسع إلا لسيارة واحدة وأنت من سيكون عليه و على طرفيه صحراء و هضاب, فأنت ستبقى على سرعة 100km/h و صديقيك سيضطران ليبقيان على نفس السرعة, و لكن سيسيران في الجزء الصحراوي إلى أن يتباطئا تدريجيًا بسبب الرمال و الهضاب و الطريق الغير مستعد لحركة السيارة عليه , فسيرتطم صديقاك بجبل أو هضبة و يغوصان في الرمال فسيتوقفا كليًا, و لكن أنت ستبقى على نفس الطريق المهدد و على نفس السرعة.
أظن لو أنك تعود الآن للصورة الأولى في بداية المقال ستجد الأمور أوضح بكثير, وأظن بأني قمت بشرح سؤاليك ... فالنكمل
لكي تعرف أكثر يتم تثميل المقاومة داخل الدارة بالرموز التالية على حسب نوعها:
بعد أن فهمنا مبدأ عمل المقاومة و أهميتها سنتطرق الآن لأنواعها , ويوجد نوعين رئيسيين للمقاومة وهما (الثابتة و المتغيرة)
- المقاومة الثابتة : هي مقاومة لا تتغير قيمتها بالنسبة للظواهر الخارجية من حرارة و ضوء و حركة و إلى أخره, ومن الأمثلة عليها المقاومة الكربونية
هل تتذكر فكرة الطريق الواسع و الضيق ( طبق نفس الفكرة هنا) , حيث تعمل المقاومة الكربونية على مبدأ وجود سلك يدور حول المقاومة و يملأ الفراغ بخليط من مواد مثل (الكربون و الكرافيت مع الطين) ; فكلما كان السلك الذي يدور حول المقاومة أرفع و أطول (عدد لفاته أكبر) زادت قيمة المقاومة
فعلى سبيل المثال : أنظر لطول السلك (عدد اللفات) و عرضها في الصور التالية:
1Ω | 1000Ω | 1000000Ω |
فأظن بأنك ترى زيادة عدد اللفات و أن السلك يصبح أضيق كلما زادت قيمة المقاومة , و إن لم تكن تعرف فالمقاومة تقاس بوحدة الأوم التي يرمز لها بالحرف الإغريقي (Ω) , و لكنك ربما ترى مقاومات عليها خطوط بألوان مختلفة, هل ترمز لشي أم أنها للزينة ؟
بالطبع للزينة ,لأننا سنقوم بوضعها مكان زينة العيد و تضيئ حسب لون الخط
إن كنت صدقت ما أقوله فأنصحك بأن تترك الهندسة لأنك تقوم بإهانتها
و الآن لكي نتمكن من التفريق بين قيم المقاومات, فتم إنشاء نظام ترميز للخطوط الملونة على المقاومات, ويمكن شرحه من خلال هذه الصورة:
فمثال للتوضيح:
المقاومة في الصورة التي بالأعلى ترى فيها (أحمر, أسود, أحمر, ذهبي):
- اللون الأول و الثاني (أحمر, أسود): الأحمر يدل على الرقم 2 في العشرات و الأسود على الرقم 0 في الأحاد. فالناتج 20
- اللون الأحمر في الخط الثالث هو عدد الأصفار الذي يعني صفرين أو 100 فسيكون الناتج الناتج 2000 أو 2K
- اللون الذهبي هو نسبة الخطأ و التي تساوي هنا 5% , أي قيمة المقاومة في الأعلى 2K و نسبة الخطأ 5% أي تتراوح قيمتها الفعلية بين 1900 إلى 2100 أوم.
و المقاومة التي بالأسفل كما قلنا (الخط المنفرد هو نسبة الخطأ ولكن هنا أول 3 خطوط هي أرقام عادية والخط الرابع هو عدد الأصفار) فالناتج سيكون
(470 *100) أي 47K و نسبة الخطأ 1% , أي تتراوح قيمتها بين 46530 - 47470 أوم
ولكن شخصيًا أرى بأن هناك أداة أفضل لقياس قيمة المقاومة فإن قمت بقرأ منشور الملتيميتر (https://sh3ll.cloud/xf2/threads/2244/) ستعرف أننا يمكننا قياس قيمة المقاومة من خلاله و بدقة
ولكن إن أردت المزيد من التفاصيل عن نظام الألوان, فسيفيدك الفيديو التالي:
و هنا أظن أننا أنهينا أول أنواع المقاومة الثابتة ( المقاومة الكربونية ) التي تعد أشهر أنواع المقاومات و أرخصها ثمنًا و أكثرها استخدامًا, و يوجد نوع آخر ويسمى المقاومة اللمفية, و بالحقيقة تعمل على نفس مبدأ عمل الكربونية و لكن المواد فيها تختلف عن الكربونية و هي أدق و تعتبر أغلى قليلًا.
و يوجد أيضًا مقاومات سلكية تعمل على نفس مبدأ العمل, و لكن لا يوجد بها نظام الألوان كالمقاومة ( الكربونبة أو اللمفية )
و هي أيضًا بقيم مُتغيرة ولكنها تعتبر أقوى و مُضادة أكثر للحرارة ; لأنه لو تم تعريض أي من الكربونية أو اللمفية لحرارة عالية فستحترق و تتلف
ولكن السلكية فيمكنها احتمال حرارة أكثر
و تأكيد لمبدأ عملها فهذه صورة من إحدى المقاومات السلكية, ترى السلك الملفوف داخل المقاومة المحمي بطبقة من الإسمنت.
و يوجد نوع آخر من المقاومات الثابتة, شبيه بالمقاومات السابقة ألا و هو المقاومات الشبكية:
مقاومة الطرف المشترك ترى هنا أن هناك طرف رئيسي و هو الخط على اليسار و باقي الأطراف عبارة عن مقاومات | المقاومة المنفصلة ترى هنا أنه لا يوجد طرف رئيسي |
وآخر أنواع المقاومة الثابتة: هو مقاومات SMD أو المقاومات السطحية
و هي عبارة عن مقاومات تستخدم في اللوحات الإلكترونية بشكل رئيسي , و تقسم إلى 3 تصنيفيات و هي:
النظام الثلاثي الرقمين الأول و الثاني أعداد الرقم الثالث عدد الأصفار و قمنا بشرح هذه العملية في نظام الألوان و هنا نسبة الخطأ دائما ثابتة في هذا النظام و هي 5% | النظام الرباعي الأرقام الثلاثة الأولى أعداد الرقم الرابع عدد الأصفار و قمنا بشرح هذه العملية في نظام الألوان و هنا نسبة الخطأ دائما ثابتة في هذا النظام و هي 1% | E-Series Code و لتعرف عدد الأصفار لكل حرف فستحتاج للجدول التالي |
و من الممكن أن تجرد الرمز ":" والذي يمثل الرقم 8 و الهدف من هذه الخطوة تقليل المساحة عند الكتابة, لأن المقاومات السطحية تصل لأحجام صغيرة جدًا.
و من الممكن أن ترى أحرف بين الأرقام, كما في الصورة التالية:
و التي تمثل فاصلة عشرية أي أن 47R5 يعني 47 ثم فاصلة ثم 5 أي 47.5
- المقاومات المتغيرة: هي مقاومة تتغير قيمتها بالنسبة للظواهر الخارجية من (حرارة و ضوء و حركة و إلى أخره)
1. النوع الأول: المقاومات الإنزلاقية , تتغير بحسب تغير المحور و هي تتكون من مقاومتين متغيرتين أو مقاومة واحدة ثابتة.
خصائصها :
- رخيصة في السعر
- توجد بقيم مختلفة
- غير دقيقة
تعمل من خلال وجود مادة مُقاومة على شكل حلقي و دبوس متحرك في داخلها و تكون المقاومات المتغيرة من الأطراف (A و W) و (B و W)
و المقاومة الثابتة تكون بين (A و B) , و على حسب تغييرنا للدبوس تزداد المقاومة من جهة و تقل من الجهة الاخرى.
2. النوع الثاني: المقاومة الضوئية LDR , عند زيادة الضوء تقل المقاومة فيزداد التيار3. النوع الثالث: المقاومة الحرارية
ويوجد لها نوعان:
- NTC: كلما زادة الحرارة قلت المقاومة
- PTC: كلما زادت الحرارة زادت المقاومة
تعتبر هذه المقاومة مفيدة في أمور مثل السخان و الدريل و غيرها, التي يؤدي ارتفاع حرارتها لدرجة عالية إلى مشاكل, فعندما ترتفع الحرارة تزيد المقاومة فيقل التيار الواصل للجهاز لكي لا يحترق أو يتلف
4. النوع الرابع : مقاومة الجهد المتغير (VRD, MOV, Varistor),هي مقاومة تقل قيمتها فجأة اذا تجاوز الجهد عليها جهد معين , والهدف منها حماية الجهاز.
ملاحظة : يتم توصيل مقاومة الجهد المتغير (الفايرستور) على التوازي مع الجهاز المراد حمايته
و الآن ننتقل لتوصيل المقاومات , يتم توصيل المقاومات إما على التوالي أو التوازي:
وإلى هنا نكون قد أعطيناك مقدمة جميلة عن المقاومة ... نعم هذه مقدمة لا أكثر. و سيكون هناك المزيد من الدارات و التجارب و المقاومات المحروقة في المستقبل و تحديدًا في الشهر القادم , و أريد أن تعطوني رأيكم و اقتراحاتكم في هذا المنشور , إذا إن كان هناك أي نقطة غير مفهومة أو موضوع تريدون أن أقوم بشرحه , و أظن أنني اكتشفت أنني امل عند كتابة المواضيع الطويلة لذلك سأقتصر على المواضيع الصغيرة عن شيء معين.
و في الختام تعلمنا بأن المقاومة ثابتة دائمًا إن زاد التيار أم قل, فإن زادت شدة التيار على المقاومة فهي ثابتة صامدة لا تتزحح
اللهم انصر المقاومة في غزة
التعديل الأخير:
