المقاومات المتغيرة وأنواعها _ للمبتداين
المقاومات المتغيرة هي عناصر إلكترونية تُستخدم لضبط مستوى المقاومة الكهربائية في دوائر الكترونية. تتيح هذه المقاومات للمهندسين والمصممين تعديل وضبط التيار الكهربائي والجهد في الدوائر بشكل دقيق. هناك عدة أنواع مختلفة من المقاومات المتغيرة، وفيما يلي بعض الأمثلة:
1_مقاومة متغيرة ميكانيكية (Potentiometer): تُعرف أيضًا بالمقاومة المتغيرة بالدوران أو المقياس. هذا النوع من المقاومات يحتوي على عنصر متغير يمكن تعديله بواسطة دوران مقبض، مما يؤدي إلى تغيير قيمة المقاومة. يُستخدم هذا النوع بشكل شائع لضبط مستوى الصوت في الأجهزة الصوتية وضبط معلمات أخرى.
2_مقاومة متغيرة ضوئية (LDR - Light Dependent Resistor): تعتمد قيمة المقاومة على كمية الضوء التي تصلها. عندما يزداد الإضاءة، تنخفض قيمة المقاومة، وعندما تقل الإضاءة، تزيد قيمة المقاومة. يُستخدم LDR في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا في الإضاءة مثل مصابيح الشوارع الذكية والأجهزة الضوئية.
3_مقاومة متغيرة حرارية (Thermistor): تتغير قيمة المقاومة لهذا النوع مع درجة الحرارة. هناك نوعان رئيسيان من المقاومات المتغيرة حراريًا: المقاومات الحرارية السالبة (NTC) حيث تزيد المقاومة مع ارتفاع الحرارة، والمقاومات الحرارية الموجبة (PTC) حيث تنخفض المقاومة مع ارتفاع الحرارة. يُستخدم Thermistor في التحكم في درجة حرارة المحيط والحماية من ارتفاع درجة الحرارة.
4_مقاومة متغيرة بالقوة (VDR - Voltage Dependent Resistor): تعتمد قيمة المقاومة على الجهد الكهربائي المطبق عليها. تكون عادةً عازلة عند الجهود المنخفضة وتزداد مقاومةًا مع ارتفاع الجهد.
5_مقاومة متغيرة بالضغط (Strain Gauge): تُستخدم هذه المقاومات لقياس تغييرات الضغط أو التوتر. يُربط السلك الرفيع المغطى بالمواد الحساسة بالهيكل أو الجزء الذي يتم قياسه، وبناءً على التغير في الضغط، تتغير قيمة المقاومة.
هذه أمثلة على بعض أنواع المقاومات المتغيرة، وهناك المزيد من الأنواع المختلفة تستخدم لأغراض متنوعة في العديد من التطبيقات الهندسية والإلكترونية.
المقاومات الثابتة وأنواعها
المقاومات الثابتة هي عناصر إلكترونية تمثل مقاومة كهربائية ثابتة وثابتة في دائرة كهربائية. تُستخدم هذه المقاومات للحد من تدفق التيار الكهربائي وتحقيق التوزان في الدوائر الإلكترونية. هناك العديد من أنواع المقاومات الثابتة، وفيما يلي بعض الأمثلة على الأنواع الشائعة:
1_مقاومات طبقية (Axial Resistors): هذه هي المقاومات الأكثر شيوعًا وتتميز بشكل أسطواني مع طرفين. تُستخدم عادة في تطبيقات عامة وتكون متاحة بمجموعة متنوعة من القيم والقدرات.
2_مقاومات SMD (Surface Mount Device): تُستخدم في تكنولوجيا الأسطح وعادةً ما تكون صغيرة الحجم ومستطيلة الشكل. تُثبت مباشرة على سطح اللوحة الدائرية، وتُستخدم بشكل شائع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة.
3_مقاومات معدنية (Metal Film Resistors): تستند إلى طبقة رقيقة من المعدن مثل النيكل أو الصغير على قاعدة سيراميكية. توفر دقة أفضل مقارنة بالمقاومات الكربونية وتُستخدم في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية.
4_مقاومات كربونية (Carbon Film Resistors): تتألف من قلب من مادة كربونية مغطاة بطبقة رقيقة من الكربون. تُستخدم في التطبيقات العامة وتعتبر اقتصادية.
5_مقاومات معدنية ضغطية (Metal Oxide Resistors): تحتوي على مواد معدنية مثل أكسيد الصغير وتمتاز بمقاومة ثابتة واستقرار حراري جيد. تُستخدم في تطبيقات تتطلب تحمل جهد عالي.
6_مقاومات ذهبية (Metal Glaze Resistors): تستخدم في تطبيقات تتطلب دقة عالية واستقرار طويل الأمد. تُستخدم في الأجهزة الدقيقة والأجهزة الطبية.
7_مقاومات متعرجة (Wirewound Resistors): تحتوي على سلك ملفوف حول قاعدة معزولة وتتميز بقدرتها على تحمل تيار كبير وتشتيت الحرارة. تُستخدم في تطبيقات تحتاج إلى تحمل حراري عالي.
هذه بعض الأمثلة على أنواع المقاومات الثابتة المشهورة. تختلف هذه المقاومات في القيمة والدقة والقدرة على تحمل الجهد والتيار، ويجب اختيار النوع المناسب بناءً على متطلبات التطبيق والدقة المطلوبة.
وظيفة المقاومة الكهربائية
وظيفة المقاومة الكهربائية في الدوائر الكهربائية تتعلق بعدة أمور مهمة، ومنها:
1_تقييد تدفق التيار الكهربائي: المقاومة تمنع تيار الكهرباء من التدفق بحرية في الدائرة. هذا يسمح بالتحكم في كمية التيار التي تتدفق في الدائرة، مما يمكنه من تنظيم وتوجيه الطاقة الكهربائية بشكل مناسب.
2_توزيع الجهد الكهربائي: المقاومة تساعد في توزيع الجهد الكهربائي عبر الدائرة. عندما يمر التيار عبر المقاومة، يحدث فقد في الجهد، مما يؤدي إلى توزيع الجهد بشكل متساوٍ بين المكونات الأخرى في الدائرة.
3_توليد الحرارة: عند مرور التيار الكهربائي عبر المقاومة، يحدث انخفاض في الجهد وزيادة في درجة الحرارة نتيجة التأثير الحراري للتيار الكهربائي. هذه الخاصية تُستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل تسخين المياه وتشغيل الأجهزة الحرارية.
4_تقديم توازن في الدوائر الكهربائية: المقاومة تلعب دورًا مهمًا في توازن الدوائر الكهربائية، حيث يمكن استخدامها للتحكم في تدفق التيار وتحقيق توازن الأمثل في الدائرة.
5_ضبط الإشارات والإشارات الصوتية: في تطبيقات مثل تعديل الصوت والإضاءة، يُستخدم المكثف لتنظيم مستوى الإشارة أو الصوت بالتعاون مع مكونات أخرى مثل المقاومات.
6_تقليل التوتر الكهربائي (الصدمة الكهربائية): تستخدم المقاومة لحماية المكونات الحساسة والأفراد من الصدمات الكهربائية عن طريق تقليل الجهد في الدوائر.
هذه هي بعض الأدوار الأساسية التي تلعبها المقاومة الكهربائية في الدوائر الكهربائية. تكون المقاومة مفيدة في تحقيق السلامة وضمان تشغيل الدوائر بشكل صحيح.
ما المقصود بالمقاومة الكهربائية؟
المقاومة الكهربائية هي مقياس لقدرة مواد معينة على منع تدفق التيار الكهربائي من خلالها. تُعبر المقاومة عن الصعوبة التي يواجهها التيار الكهربائي أثناء مروره عبر مادة معينة. وتقاس المقاومة بوحدة الأوم (Ω).
مقاومة المواد تعتمد على عدة عوامل بما في ذلك نوع المادة وحالتها الفيزيائية والبعد الهندسي. على سبيل المثال:
1_نوع المادة: بعض المواد تكون موصلة وتسمح بتدفق التيار بسهولة، بينما تكون المواد العازلة تعرقل تدفق التيار وتكون لديها مقاومة عالية.
2_الطول والعرض: كلما زادت مساحة المادة المستخدمة (العرض) أو ازدادت طول المادة، زادت قيمة المقاومة. على سبيل المثال، سيكون لديك مقاومة أعلى إذا استخدمت سلكًا طويلًا بدلاً من سلك قصير من نفس المادة.
3_درجة الحرارة: المقاومة تتغير مع تغير درجة الحرارة. بعض المواد تزيد مقاومتها مع ارتفاع درجة الحرارة (مثل المعادن) بينما تنخفض مقاومة الأشباه الموصلة (مثل السيليكون) مع ارتفاع درجة الحرارة.
4_التركيب الهندسي: بعض الأشكال الهندسية للأجسام يمكن أن تزيد من مقاومتها. على سبيل المثال، الأسلاك الرفيعة تكون أكثر مقاومة من الأسلاك السميكة.
المقاومة الكهربائية تلعب دورًا أساسيًا في تصميم الدوائر الكهربائية وفهم كيفية تصرف التيار الكهربائي في المواد المختلفة. وتستخدم مكونات مقاومة مثل المقاومات للتحكم في تدفق التيار وتوجيهه في الدوائر الإلكترونية.
ما هو رمز القدرة الكهربائية؟
رمز القدرة الكهربائية هو "P"، ويُستخدم للإشارة إلى القدرة الكهربائية في المعادلات والرموز الكهربائية. قد يكون متبوعًا بالوحدة المناسبة للقدرة والتي تكون واط (Watt).
ما هو قانون القدرة الكهربائية؟
قانون القدرة الكهربائية هو مبدأ أساسي في الكهرباء يرتبط بعلاقة القدرة الكهربائية بين التيار الكهربائي (I)، والجهد الكهربائي (V)، والمقاومة الكهربائية (R) في الدوائر الكهربائية. يُستخدم هذا القانون لحساب القدرة الكهربائية المستهلكة أو المولدة في دوائر الكهرباء. قانون القدرة الكهربائية يُعبّر عنه بالمعادلة التالية:
P=VI
حيث:
.P هي القدرة الكهربائية بوحدة الواط (Watt).
.V هو الجهد الكهربائي بوحدة الفولت (Volt).
.I هو التيار الكهربائي بوحدة الأمبير (Ampere).
هذا القانون يشير إلى أن القدرة الكهربائية (P) تساوي حاصل ضرب الجهد (V) في الدائرة بالتيار (I) الذي يمر بها. يُستخدم قانون القدرة الكهربائية في الهندسة الكهربائية وفي فهم كيفية استخدام الطاقة الكهربائية وتحويلها ونقلها واستخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من تصميم دوائر الإضاءة وصولاً إلى تطوير محركات السيارات وأنظمة الطاقة الكهربائية الضخمة.
تعتبر هذه العلاقة بين الجهد والتيار والقدرة أحد الأسس الأساسية لفهم وتحليل الدوائر الكهربائية والحسابات الكهربائية.
