مقاومت الکتریکی

هر جسمی هنگام عبور جریان الکتریکی از آن مقاومتی از خود نشان می‌دهد که مقاومت الکتریکی نام دارد. در این بخش مقاومت الکتریکی را بررسی می‌کنیم.

عبور جریان الکتریکی از هادی‌ها از بسیاری جهات شبیه عبور گاز از یک لوله است. اگر این لوله پر از پشم فلزی یا ماده مختلطی باشد، این شباهت‌ها بیشتر می‌شود. اتم‌های تشکیل دهنده سیم هادی از عبور الکترون‌ها جلوگیری می‌کنند، همان ‌طور که الیاف پشم فلزی مانع عبور مولکول‌های گاز می‌شوند. حال می‌خواهیم ببینیم که مقاومت هادی‌ها به غیر از جنس فلز به چه عواملی دیگری بستگی دارد.

مقاومت هر جسمی به الکترون‌های آزاد آن بستگی دارد. واحد شدت الکتریکی آمپر (A) است. یک آمپر یعنی این که 6/28 ضرب در 10 به توان 18 الکترون آزاد در هر ثانیه از هر نقطه سیم عبور می‌کند. پس یک هادی خوب باید به مقدار کافی الکترون آزاد داشته باشد تا جریان الکتریکی با چندین آمپر بتواند از آن عبور کند. بنابراین هرگاه پهنای فلز افزایش یابد، در حقیقت سطح مقطع زیادتر و در نتیجه مقاومت کم‌تر می‌شود. پس سطح مقطع عکس مقاومت عمل می‌کند.

مقاومت‌ها دارای مشخصه‌هایی هستند که این مشخصه‌ها برای طراحان مدارهای الکتریکی و الکترونیکی از اهمیت بالایی برخوردارند. مهم‌ترین این مشخصه‌ها مقدار اهمی مقاومت یا همان مقدار مقاومت است و این مشخصه مقدار مقاومت را بر حسب واحد آن یعنی اهم بیان می‌کند و هر چه مقدار اهمی مقاومتی بیشتر باشد نشان دهنده این است که آن مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت بیشتری نشان می‌دهد و سبب افت جریان بیشتری در مدار می‌گردد.

مشخصه بعدی، توان مجاز مقاومت است و منظور از آن بیشترین توانی است که یک مقاومت به طور دائم می‌تواند تحمل کند. زمانی که از یک مقاومت جریان عبور می‌کند در اثر برخورد الکترون‌ها با اتم‌های تشکیل دهنده مقاومت، الکترون‌ها مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهند و این انرژی به صورت گرما در مقاومت ظاهر می‌شود. گرمای ایجاد شده در داخل مقاومت باید از مقاومت خارج گردد وگرنه در اثر برخوردهای مکرر الکترون‌ها با اتم‌های تشکیل دهنده مقاومت، گرمای زیادی در داخل مقاومت ایجاد می‌شود که سبب سوختن مقاومت می‌گردد.

گرمای ایجاد شده در داخل مقاومت از طریق بدنه مقاومت به هوای اطراف منتقل می‌گردد و به این ترتیب از گرم شدن بیش از حد مقاومت و سوختن مقاومت جلوگیری می‌شود. اما نکته‌ای که باید مورد توجه قرار گیرد این است که توان مجاز هر مقاومت با مساحت بدنه مقاومت و یا به عبارتی با حجم مقاومت نسبت مستقیم دارد یعنی هر چه یک مقاومت دارای حجم بیشتری باشد در واحد زمان می‌تواند حرارت بیشتری را به محیط اطراف انتقال دهد و در نتیجه دارای توان مجاز بیشتری می‌باشد. توان مجاز مقاومت‌ها را یا روی مقاومت‌ها می‌نویسند و یا با توجه به حجم مقاومت‌ها، میزان توان مجاز مقاومت‌ها مشخص می‌شود.

محاسبه مقدار اَهمی یک مقاومت در مقاومت‌های با وات پایین

معمولاً مقدار اُهمی مقاومت به صورت كدهای رنگی و بر روی بدنه آن چاپ می‌شود ولی در مقاومت‌های با وات بالاتر مثلاً 2 وات یا بیشتر، مقدار اُهمی مقاومت به صورت عدد بر روی آن نوشته می‌شود.

محاسبه مقدار اُهم مقاومت‌های رنگی بر اساس جدول رمز مقاومت‌ها و بسیار ساده انجام می‌شود. بر روی بدنه مقاومت معمولاً 4 رنگ وجود دارد. برای محاسبه از نوار رنگی نزدیک به كناره شروع می‌کنیم و ابتدا شماره دو رنگ اول را نوشته و سپس به میزان عدد رنگ سوم در مقابل دو عدد قبلی صفر قرار می‌دهیم. اینک مقدار مقاومت بر حسب اُهم بدست می‌آید.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا