ما هي المقاومة الكهربائية

تتضمن الرموز الرياضية المستخدمة في الفيزياء:

الرمز | الوحدة | الشرح
————|————-|—————————————–
m | متر | الطول
kg | كيلوغرام | الكتلة
s | ثانية | الزمن
A | أمبير | الكهرباء (التيار الكهربائي)
K | كلفن | درجة الحرارة المطلقة
mol | مول | الكمية
cd | كانديلا | الشدة الضوئية
N | نيوتن | القوة
J | جول | الطاقة
W | واط | الطاقة (القدرة الكهربائية)
Pa | باسكال | الضغط
C | كولوم | الشحنة الكهربائية
V | فولت | الجهد الكهربائي
Ω | أوم | المقاومة الكهربائية
F | فاراد | السعة الكهربائية
H | هنري | الإندكتانس الكهربائي
T | تسلا | الكثافة المغناطيسية
Wb | ويبر | التدفق المغناطيسي
Hz | هرتز | التردد
lx | لوكس | الإضاءة
Bq | بيكرل | النشاط الإشعاعي
Gy | غراي | الجرعة الإشعاعية
Sv | سيفيرت | الجرعة مكافئة للإشعاع
J/kg | جول/كيلو | الحرارة النوعية
N/m² | نيوتن/متر²| الضغط (إجهاد)
Nm | نيوتن×متر | قوة العزم الدوراني
m/s | متر/ثانية | السرعة
m/s² | متر/ثانية²| التسارع
m³ | متر³ | الحجم
kg/m³ | كيلوغرام/متر³ | الكثافة.

تتميز دائرة الكهربائية بعدة خصائص أساسية بما في ذلك:

1. الجهد الكهربائي: وهو فرق الجهد الكهربائي بين نقطتي الدائرة، ويتم قياسه بالفولت.

2. التيار الكهربائي: وهو تدفق الشحنات الكهربائية من نقطة الدائرة إلى الأخرى، ويتم قياسه بالأمبير.

3. المقاومة الكهربائية: وهي قدرة المواد على عرقلة تدفق التيار الكهربائي، وتتم قياسها بالأوم.

4. الطاقة الكهربائية: وهي الطاقة التي تحملها الشحنات الكهربائية وتحرك الأجهزة في الدائرة، وتتم قياسها بالواط.

5. المكونات الكهربائية: وهي العناصر التي تشكل الدائرة الكهربائية مثل المقاومات والمكثفات والملفات الكهربائية والترانزستورات والمكونات المتكاملة والمحولات.

6. الحماية الكهربائية: وهي الإجراءات التي يتم اتخاذها لحماية الأشخاص والأجهزة والبيئة من الأخطار الكهربائية، مثل قطع الطاقة عند وجود تسرب كهربائي أو قصر دائرة.

تلعب الحرارة دورًا مهمًا في الأنظمة الكهربائية في الديناميكا الحرارية. وتعني الديناميكا الحرارية انتقال الحرارة بين مختلف المكونات الكهربائية والحفاظ على توازن حراري في النظام.

تؤثر الحرارة على المقاومة الكهربائية وقدرة التيار والجهد الكهربائي في الأنظمة الكهربائية. وقد تؤدي الارتفاعات الكبيرة في درجة الحرارة إلى تلف الأسلاك الكهربائية والأجزاء الإلكترونية والميكانيكية الأخرى في النظام.

وفي النهاية، يتم استخدام الحرارة في الأنظمة الكهربائية في التحكم في درجة الحرارة وتحسين كفاءة النظام. وتشمل التقنيات المستخدمة لهذا الغرض مراوح التبريد وأنظمة التبريد بالماء والتحكم في الحرارة والتحكم في الجهد.

يؤدي الحث المتبادل في الدوائر الكهربائية إلى عدة تأثيرات، منها:

1- زيادة المقاومة الكهربائية: يؤدي التيار الكهربائي المار في ملفات الحث المتبادل إلى إنتاج حقل مغناطيسي، وهذا الحقل يؤدي إلى توليد جهد كهربائي في الملفات المجاورة. هذا الجهد الكهربائي يؤدي إلى تيار كهربائي في هذه الملفات المجاورة، ويزيد هذا التيار من مقاومتها الكهربائية.

2- تأثير على الجهد الكهربائي: يؤدي التغير في التيار الكهربائي المار في ملفات الحث المتبادل إلى توليد جهد كهربائي في الملفات المجاورة. وبالتالي، يؤدي ذلك إلى تأثير على الجهد الكهربائي في هذه الملفات.

3- تأثير على التوافق الكهربائي: قد يؤدي الحث المتبادل إلى تداخل في التوافق الكهربائي بين الأجهزة المختلفة لأن التيارات المارة في الملفات المختلفة قد تؤدي إلى توليد اضطرابات كهرومغناطيسية.

قانون أوم هو قانون يصف العلاقة بين الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي والمقاومة الكهربائية في دائرة كهربائية. يقول القانون أن التيار الكهربائي في دائرة متجانسة يتناسب مع الجهد الكهربائي المطبق على المقاومة الكهربائية في الدائرة، كما يصف قانون أوم العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة بالمعادلة التالية:

I = V/R

حيث “I” هو التيار الكهربائي الناتج بوحدة أمبير، “V” هو الجهد الكهربائي بوحدة فولت، و “R” هو المقاومة الكهربائية بوحدة أوم.

بطبيعة الحال ، هذا القانون ليس صحيحًا في جميع الحالات. على سبيل المثال ، في دوائر التيار المتردد ، يجب أن يتم توسيع القانون لأخذ في الاعتبار المؤثر RMS للتيار والجهد. ومع ذلك ، يعتبر قانون أوم أساسًا لتصميم الدوائر الكهربائية وتحليلها.

الكمون هو إحدى قيم الدوائر الكهربائية ويمكن حسابه باستخدام القانون الأساسي للدوائر الكهربائية وهو قانون أوم الذي ينص على أن تكون الجهد الكهربائي V = I × R ، حيث V هو الجهد الكهربائي و I هو التيار الكهربائي و R هو المقاومة الكهربائية.

لحساب الكمون في الدوائر الكهربائية، يتم استخدام الصيغة التالية:

C = I / (2πfV)

حيث C هو قيمة الكمون، I هو التيار الكهربائي، f هو التردد الكهربائي و V هو الجهد الكهربائي.

يرجى ملاحظة أن الكمون هو معامل الحث الذي يعبر عن قدرة الملف الكهربائي على منع تغيير التيار الكهربائي فيه. وعادة ما يتم تعيين الكمون بالوحدة هيرتز (Hz) وأوم (Ω).

المبادئ الأساسية للأنظمة والدوائر الكهربائية هي:

1- الجهد الكهربائي: وهو فرق الطاقة الكهربائية بين نقطتين في الدائرة، يتم قياسه بوحدة الفولت.

2- التيار الكهربائي: وهو تدفق الشحنات الكهربائية في الدائرة، يتم قياسه بوحدة الأمبير.

3- المقاومة الكهربائية: وهي قدرة المادة على مقاومة تدفق التيار الكهربائي، يتم قياسها بوحدة الأوم.

4- القانون الأول لكيرشهوف: وهو قانون الحفاظ على الطاقة في الدوائر الكهربائية، حيث يقول: “مجموع التيارات الداخلة إلى أي نقطة في الدائرة يساوي مجموع التيارات الخارجة منها”.

5- القانون الثاني لكيرشهوف: وهو قانون الجهد في الدوائر الكهربائية، حيث يقول: “مجموع الجهود الكهربائية في أي دائرة يساوي صفر”.

6- التوصيل الكهربائي: وهو اتصال الأجزاء الكهربائية ببعضها البعض بواسطة الأسلاك الكهربائية لتشكيل دائرة كهربائية.

7- الأسلاك الكهربائية: وهي الأسلاك التي تستخدم لتوصيل الأجزاء الكهربائية ببعضها البعض ونقل التيار الكهربائي في الدائرة الكهربائية.

تتضمن الرموز الرياضية المستخدمة في الفيزياء:

الرمز | الوحدة | الشرح
————|————-|—————————————–
m | متر | الطول
kg | كيلوغرام | الكتلة
s | ثانية | الزمن
A | أمبير | الكهرباء (التيار الكهربائي)
K | كلفن | درجة الحرارة المطلقة
mol | مول | الكمية
cd | كانديلا | الشدة الضوئية
N | نيوتن | القوة
J | جول | الطاقة
W | واط | الطاقة (القدرة الكهربائية)
Pa | باسكال | الضغط
C | كولوم | الشحنة الكهربائية
V | فولت | الجهد الكهربائي
Ω | أوم | المقاومة الكهربائية
F | فاراد | السعة الكهربائية
H | هنري | الإندكتانس الكهربائي
T | تسلا | الكثافة المغناطيسية
Wb | ويبر | التدفق المغناطيسي
Hz | هرتز | التردد
lx | لوكس | الإضاءة
Bq | بيكرل | النشاط الإشعاعي
Gy | غراي | الجرعة الإشعاعية
Sv | سيفيرت | الجرعة مكافئة للإشعاع
J/kg | جول/كيلو | الحرارة النوعية
N/m² | نيوتن/متر²| الضغط (إجهاد)
Nm | نيوتن×متر | قوة العزم الدوراني
m/s | متر/ثانية | السرعة
m/s² | متر/ثانية²| التسارع
m³ | متر³ | الحجم
kg/m³ | كيلوغرام/متر³ | الكثافة.

مبدأ أوم (Ohm’s Law) هو قانون في الفيزياء الرياضية يصف العلاقة بين التيار الكهربائي والجهد الكهربائي والمقاومة الكهربائية في دائرة كهربائية مغلقة. ويقدم المبدأ الذي تم صياغته لأول مرة من قبل الفيزيائي الألماني جورج سايمون أوم عام 1827 أن التيار الكهربائي (I) المار في دائرة كهربائية مغلقة يتناسب بشكل مباشر مع الجهد الكهربائي (V) ويتناسب عكسيًا مع المقاومة الكهربائية (R)، ويعبر المبدأ بالمعادلة التالية: V = I * R.

توجد العديد من الرموز القياسية المستخدمة في المواد المكثفة، ومن أهمها:

1- C: تمثل السعة الكهربائية Capacitance بالفراد، وهي وحدة لقياس سعة المكثف.

2- V: تمثل الجهد الكهربائي Voltage بالفولت، وهي وحدة لقياس الجهد في المواد المكثفة.

3- Ω: تمثل المقاومة الكهربائية Resistance بالأوم، وهي وحدة لقياس مقاومة المواد المكثفة.

4- F: تمثل التردد الكهربائي Frequency بالهرتز، وهي وحدة لقياس تردد المواد المكثفة.

5- ESR: تمثل المقاومة الداخلية Equivalent Series Resistance، وهي قيمة تمثل مقاومة المواد المكثفة عند التردد الذي يتم تشغيلها فيه.

6- ESL: تمثل الذاتية الإندكتانس Equivalent Series Inductance، وهي قيمة تمثل نفقات المواد المكثفة في إنتاج الحقل المغناطيسي الذي يؤثر على السعة والمقاومة.

7- DF: تمثل عامل الخسارة Dissipation Factor، وهو عبارة عن نسبة الطاقة المفقودة في المواد المكثفة بسبب المقاومة الداخلية إلى الطاقة المخزنة في المكثف.