مقاومت

● رسانای الكتریكی (هادی)
به هر ماده ای كه بتواند جریان الكتریكی را از خود عبور دهد رسانای الكتریكی یا هادی الكتریك (هدایت كننده جریان الكتریكی ) گویند مانند فلزات و به هر ماده كه نتواند جریان الكتریكی را از خود عبور دهد نارسانا یا غیرهادی گویند مانند پلاستیك ، چرم ، كاغذ وغیره
● مقاومت چیست ؟
هر هادی الكتریكی در برابر عبور جریان مقداری مقاومت از خود نشان میدهد این مقاومت باعث میشود كه جریان عبوری از هادی محدود شود، مثال دو لیوان آب را به یاد بیارید وقتی بین دولیوان كه مقدار آبشان با هم برابر نبود لوله ای وصل كردیم آب از طرف لیوان پرتر به طرف لیوانه نصفه در درون لوله به حركت در آمد حالا اگر یك شیر سر راه این لوله قرار دهیم چنانچه شیر را به سمت بسته شدن بچرخانیم لوله ارتباطی تنگ تر میشود در نتیجه جریان آب كاهش پیدا میكند یعنی مقاومت سر راه لوله را افزایش داده ایم پس مقدار مقاومت سر راه لوله تعیین كننده مقدار جریان آب عبوری از لوله است در واقع شیر یك وسیله برای كنترل جریان آب است به همین صورت با كم و زیاد كردن مقاومت موجود در مسیر یك مدار میتوان جریان كل مدار را كنترل كرد .
مقدار مقاومت بستگی به جنس هادی و طول آن دارد كه آن را بر حسب اهم می سنجند یك اهم عبارتست از مقدار مقاومتی كه اگر به دو سریك منبع ولتاژ یك ولتی وصل شود جریان یك آمپر از آن عبور كند .
هنگام در گیری سربازهای سیم و سربازهای الكترونی ، الكترونها با سلاح های گرم به جون سیم می افتند و در اثر این جنگ و آتش سوزی مقداری از انرژی سربازهای الكترونی بصورت گرما هدر میرود (میدونم كه بی مزه بود شما زحمت انتقاد كردن رو نكشید البته اگر خواننده ای باشه كه از این خبرها نیست) پس یكی از كارهایی كه مقاومت انجام داد این بود كه مقداری از جریان را تبدیل به گرما كرد در بعضی جاها ما عمداً برای تولید گرما از مقاومت استفاده میكنیم مثل مقاومت تنگستن لامپ یا سیم مقاومت داری كه در سماورهای برقی یا بخاری برقی ها استفاده میكنیم كه بهش المنت هم میگن در این جور مواقع كه گرما كار مورد نیاز ما را انجام میده میگیم سیم یا دستگاه انرژی الكتریكی رو مصرف كرده اما هر وقت كه این گرما رو لازم نداشته باشیم و بیخودی تولید بشه میگیم مقاومت سیم مقداری انرژی الكتریكی رو تلف كرده (آخ آخ چه كار بدی ) مثل گرمایی كه در سیمهای انتقال انرژی (سیمهای رابط ) تولید میشه .
● شكل ظاهری مقاومتها
مقاومت ممكن است چندین حلقه سیم مسی نازك كه به دور هسته ای پیچیده شده است باشد ، و یا از مواد نیمه رسانا مانند كربن ساخته شده باشد. مواد نیمه رسانا نسبت به رساناها مقاومت بیشتری در برابر عبور جریان از خود نشان میدهند. مقاومتها به اشكال و اندازه های مختلفی ساخته میشوند كه رایجترین آنها ، مقاومتهای رنگی هستند كه از آنها در جریانهای پایین استفاده میشود و در جریانهای بالا معمولا از مقاومتهای سرامیكی یا آجری استفاده میشود كه نسبت به مقاومتهای رنگی حجم بیشتری دارند .
● حالا میخواهیم یك رابطه بین این سه كمیت پیدا كنیم مقاومت ، جریان ، ولتاژ
بازم مثال لیوان آب (راست میگن كه آب مایه حیاته ؟)
گفتیم اگه یه شیر سر راه لوله رابط دو لیوان قرار دهیم میتونیم جریان آب رو كنترل كنیم حالا فرض كنید شیر آب رو به اندازه ای تنظیم كردیم كه در هر ثانیه یك سی سی آب وارد لیوان نصفه میشه حالا میایم به جای لیوان پر آب یه گالن پر آب وصل میكنیم آیا بازم همون مقدار آب وارد لیوان نصفه میشه ؟
مسلماً اینجور نیست چون فشار آب زیاد شده . به ازای یك ثانیه آب بیشتری از لوله عبور میكنه پس هرچه فشار آب رو زیاد كنیم (اختلاف سطح آبها) جریان آب بیشتر میشه به همین صورت هم در مدار الكتریكی هر چه فشار الكتریكی (ولتاژ) رو افزایش دهیم در صورت ثابت بودن مقاومت مدار جریان نیز بیشتر میشود آقای اهم این قانون رو كشف كرده كه به این صورته
▪ مقاومت / ولتاژ= جریان عبوری از سیم
▪ خوب این یك معادله است و به این صورت ها هم میشه نوشتش
▪ جریان / ولتاژ = مقاومت
▪ جریان × مقاومت = ولتاژ
ـ مثال
فرض میكنیم كه یك مقاومت ۵ اهمی داریم دوسرش رو به یك منبع ولتاژ ۱۰ ولتی وصل كرده ایم میخواهیم ببینینم كه چه جریانی از مقاومت عبور میكند (جریان را با I ولتاژ را با V و مقاومت را R نشان میدهند) I=۱۰/۵ = ۲ A پس جریان دو آمپر از مقاومت عبور میكند حالا اگر به جای مقاومت ۵ اهمی مقاومت ۴ اهمی قرار بدیم جریانی كه مقاومت از منبع تغذیه دریافت میكند ۵/۲ آمپر میشود پس نتیجه میگیریم كه هر مقاومت یا هر مصرف كننده فقط به اندازه مورد نیاز خود از منبع تغذیه، جریان میكشد.
توجه داشته باشید وقتی یك منبع به مقاومتی جریان میدهد این جریان از خود منبع تغذیه هم عبور میكند
بازم كه لیوان آب (بابا این لیوانها آبشون بخار نشد)
بله لیوان آب خیلی كاربردها داره دست كم نگیریدش
گفتیم كه چون سطح آب درون لیوانها متفاوت است جریان آب برقرار میشود اما پس از اینكه آب هر دوتا یه اندازه شد دیگه جریان آبی وجود ندارد ( بله درسته چون دیگر اختلافی وجود ندارد) ولی در منبع تغذیه اینجوری نیست چون الكترونها دائما توسط نیروی خارجی به یك سمت كشیده میشوند .
پس برای لیوان هم می میتوان فرض كرد كه یك پمپ آب بالای سر لیوانها وجود دارد كه توسط یك شیلنگ به هراندازه كه آب وارد لیوان نصفه میشود به همان اندازه آب را برمیدارد و به لیوان پر میریزد و هیچ گاه نمیگذارد كه سطح آب درون لیوانها تغییر كند همان كاری را كه نیروی خارجی بر روی یك سیم انجام میداد (آهنربا) پس چون همیشه اختلاف ثابت است در نتیجه همیشه جریان ثابت و پایدار است .
همان جریانی كه از لوله پایینی لیوانها میگذرد همان جریان هم از شیلنگ و پمپ بالا میگذرد.
این مجموعه را میتوان به دو قسمت كلی تقسیم كرد
۱) منبع تغذیه (شامل دو لیوان و پمپ و شیلنگ)
۲) مصرف كننده (لوله پایینی و شیر)
پس نتیجه میگیریم كه در یك مدار بسته جریان بصورت حلقه ای از كل عناصر مدار عبور میكند (حتی از خود منبع تغذیه ) كه مقدارش در تمام نقاط برابر است
حالا اگر شیر آب را كمی زیاد كنیم كل جریانی كه در حال گردش است زیاد میشود این بدان معناست كه اگر در یك مدار كه بصورت حلقه بسته است چنانچه یكی از عناصر آن را تغییر دهیم جریان در كل مدار تغییر میكند .
حالا داریم كم كم به جواب بعضی سوالهامون نزدیك میشیم میشه وقتی با ماشین میریم مسافرت ۸ تا دونه باطریه قلمی ۵/۱ ولتی با خودمون برداریم كه اگه باطری ماشین خالی شد یا خراب شد به جاش از اون ۸ تا باطری قلمی كه روی هم میشن ۱۲ ولت استفاده كنیم؟
یا مثلا چرا یك لامپ گازی رو میشه با باطری ماشین روشن كرد ولی با یه آدابتور ۱۲ ولتی نمیشه ؟یك باطری كه ولتاژش بیشتره بیشتر برق تولید میكنه یا اونكه جریانش بیشتره ؟

منبع : سایر منابع