مقاومت الکتریکی و عوامل موثر بر آن
مقاومت الکتریکی:
وقتی جریان الکتریکی از یک رسانا – مانند رشته ی درون لامپ – می گذرد، مقداری از انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی تبدیل شده و باعث گرم شدن لامپ می شود.
وقتی در یک رسانا را به مولد وصل می کنیم، اختلاف پتانسیل الکتریکی مولد، باعث می شود که الکترون های آزاد، در مدار حرکت می کنند. در واقع مولد به الکترون های آزاد موجود در رسانا انرژی می دهد. با تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی (حرکتی) الکترون ها در رسانا به حرکت در می آیند، الکترون ها ضمن حرکت در رسانا با ذره های سازنده ی آن برخورد کرده و در نتیجه رسانا گرم می شود. این عمل مرتبا تکرار می شود یعنی مولد به الکترون ها انرژی می دهد و انرژی الکترون ها در برخورد با ذره های مرتعش رسانا به گرما تبدیل می شود.
به همین دلیل بعد از مدتی که از مولد استفاده می شود، انرژی آن تمام خواهد شد.
مقاومت رسانا در مقابل حرکت الکترون ها را "مقاومت الکتریکی" رسانا می گویند.
عوامل موثر در مقاومت الکتریکی رساناهای فلزی:
مقاومت یک رسانای فلزی در دمای ثابت به عوامل زیر بستگی دارد:
1- طول رسانا:
هر چه طول سیم بلند تر باشد مقاومت الکتریکی آن بیش تر است. به عبارت دیگر مقاومت الکتریکی باطول سیم رابطه مستقیم دارد. طول سیم را با L نمایش می دهند و یکای اندازه گیری آن متر است.
2- سطح مقطع رسانا:
مقاومت الکتریکی سیم های نازک بیش تر از سیم های کلفت است. به عبارت دیگر مقاومت الکتریکی با سطح مقطع سیم رابطه عکس دارد. سطح مقطع سیم را با A نمایش می دهند و یکای اندازه گیری آن مترمربع (m2) است.
3- جنس رسانا (مقاومت ویژه):
مقاومت ویژه ی پاره ای از رساناها مانند نقره و مس کم و پاره ای دیگر مانند تنگستن و آهن نسبتا زیاد است.
مقاومت ویژه را با ρ نمایش می دهند و یکای اندازه گیری آن اهم متر (Ω.m) است.
با توجه به مطالب گفته شده، مقاومت یک رسانا از رابطه ی زیر به دست می آید.
R مقاومت الکتریکی است و برحسب "اهم" اندازه گیری می شود.
واحد مقاومت به افتخار خدمات علمی (گئورک زیمون اهم) نامگذاری شده است و نماد آن Ω می باشد.
مقاومت الکتریکی رسانا را با وسیله ای به نام "اهم متر" اندازه می گیرند.
اگر این وسیله، همراه با ولت سنج و آمپر سنج یک دستگاه را تشکیل دهند آوومتر "AVO metre" نامیده می شود. (A برای اندازه گیری آمپر، V برای ولت و o برای اهم است)
قانون اهم:
آزمایش ها نشان می دهد که هر چه مقدار مقاومت الکتریکی یک مدار بیش تر باشد، شدت جریان الکتریکی در آن مدار کم تر است. از این رو می توان نتیجه گرفت که در یک مدار الکتریکی بین شدت جریان مدار، ولتاژ و مقاومت الکتریکی رابطه ی زیر وجود دارد.
مثلث اهم:
قانون اهم را می توان در مثلث مقابل قرار دارد. بنابر این دست خود را روی کمیت مورد نظر قرار V=IR می دهیم و عملیات ریاضی باقیمانده را انجام می دهیم.
توجه: مقاومت الکتریکی یک رسانا با تغییر دما تغییر می کند. در رساناهای فلزی افزایش دما سبب افزایش مقاومت ویژه در نتیجه افزایش مقاومت رسانا می شود.
