المقاومة الكهربائية

• قياس قيمة المقاومة
• الدور الذي يلعبه الجهد والتيار في الدائرة الكهربائية البسيطة

يواجه الإلكترون الذي يتحرك عبر سلك أو عبر أحمال الدائرة الكهربائية مقاومة. والمقاومة هي العائق الذي يعيق تدفق الشحنة. بالنسبة للإلكترون، فإن المسار من طرف إلى طرف ليس مسارًا مباشرًا. بل هو مسار متعرج ناتج عن تصادمات لا حصر لها مع الذرات الثابتة داخل المادة الموصلة. تواجه الإلكترونات مقاومةً تُعيق حركتها. وفي حين أن فرق الجهد الكهربائي الناشئ بين الطرفين يشجع حركة الشحنة، فإن المقاومة هي التي تثبطها. ومعدل تدفق الشحنة من طرف إلى طرف هو نتيجة التأثير المشترك لهاتين الكميةين.

غالبًا ما يُقارن تدفق الشحنة عبر الأسلاك بتدفق الماء عبر الأنابيب. وتشبه المقاومة التي يواجهها تدفق الشحنة في الدائرة الكهربائية تأثيرات الاحتكاك بين الماء وأسطح الأنابيب، فضلاً عن المقاومة التي تسببها العوائق الموجودة في مساره. وهذه المقاومة هي التي تعيق تدفق الماء وتقلل من معدل تدفقه وسرعة انسيابه على حد سواء. وعلى غرار المقاومة التي يواجهها تدفق الماء، يتأثر مقدار المقاومة الإجمالية لتدفق الشحنة داخل سلك في الدائرة الكهربائية ببعض المتغيرات التي يمكن تحديدها بوضوح.

كمعادلة، تُعد هذه المعادلة بمثابة صيغة جبرية لحساب التيار في حالة معرفة فرق الجهد الكهربائي والمقاومة. وهي تشير إلى المتغيرين اللذين يؤثران على مقدار التيار في الدائرة. يتناسب التيار في الدائرة تناسبًا مباشرًا مع فرق الجهد الكهربائي المطبق بين طرفي الدائرة، ويتناسب عكسيًّا مع المقاومة الكلية التي توفرها الدائرة الخارجية.

المقاومة الكهربائية لجسم ما هي مقياس لمقاومته لمرور تيار كهربائي ثابت. ويكون للجسم ذي المقطع العرضي المنتظم مقاومة تتناسب مع طوله وتتناسب عكسياً مع مساحة مقطعه العرضي، كما تتناسب مع المقاومة النوعية للمادة.

اكتشف جورج أوم المقاومة الكهربائية في أواخر العشرينات من القرن التاسع عشر، وهي تشترك في بعض أوجه التشابه المفاهيمية مع مفهوم الاحتكاك الميكانيكي. وحدة المقاومة الكهربائية في النظام الدولي (SI) هي «أوم»، ورمزها Ω. أما العكس من المقاومة فهو «التوصيلية الكهربائية»، التي تُقاس بوحدة «سيمنس»، ورمزها S.

عند درجة حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة، تزداد المقاومة الكهربائية للمعدن العادي بشكل خطي مع ارتفاع درجة الحرارة، بينما تنخفض المقاومة الكهربائية لأي شبه موصل عادي مع ارتفاع درجة الحرارة. ويمكن حساب مقدار هذا التغير في المقاومة باستخدام معامل درجة الحرارة للمقاومة النوعية للمادة، وذلك من خلال الصيغة التالية.

• مقياس رقمي متعدد الوظائف — ELE-001
• المقاومات (100، 220، 470 أوم) — ELE-018، ELE-019، ELE-020
• المقاومات (1، 4.7، 10 كيلو أوم) — ELE-021، ELE-022، ELE-023
• مقياس التيار — ELE-024
• سلك توصيل قابل للتكديس، 50 سم، لون أسود، قابس 4 مم — ELE-008
• سلك توصيل قابل للتكديس، 50 سم، لون أحمر، قابس 4 مم — ELE-006
• لوحة أنظمة الكهرباء والإلكترونيات — ELE-010
• حامل لخلتي بطارية — ELE-012
• مفتاح تبديل، أحادي القطب (2 قابس) — ELE-017
• مشابك التمساح — ELE-009
• قابس توصيل — ELE-011

• ماذا يمكننا أن نقول عن التيار في الدائرة إذا قمنا بزيادة (أو تقليل) المقاومة الكهربائية؟
• كيف يمكننا إيجاد قيمة المقاومة باستخدام الرسم البياني لـ I مقابل V فقط؟