كيف تصنع المقاومات الكهربائية

2 إجابتان

تحتوي معظم الدارات الكهربائية على مقاومة كهربائية أو أكثر، تقوم بإعاقة نسبية لمرور التيار الكهربائي وفقاً لقيمتها، وتكون عادةً بشكل اسطواني عليها ألوان تساعد في قراءة قيمتها.

يمكن تعريف المقاومة الكهربائية في دارة ما بأنها نسبة الجهد المطبق في الدارة إلى التيار المار فيها، وهذا ما يسمى بقانون أوم الذي يمكن تمثيله بالعلاقة التالية  R=V/I، حيث يشير الرمزR إلى المقاومة الكهربائية والرمز V إلى الجهد المطبق على الدارة والرمز I إلى التيار الكهربائي المار في الدارة، وتقاس المقاومة بواحدة الفولت لكل أمبير والتي تسمى الأوم ويرمز لها بالرمز Ω.

تصنع المقاومة الكهربائية من مواد مختلفة عازلة وموصلة، ويصنع بعضها من سلك نحاسي ناقل ملفوف على مادة عازلة من السيراميك، وتكون مطلية بمادة عازلة من الخارج، وبعضها الآخر يتم استخدام الكربون فيها بدلاً من أسلاك النحاس.، ويوجد العديد من أنواع المقاومات التي تختلف في شكلها وحجمها والمواد التي تصنع منها، فهنالك نوعان رئيسيان:

المقاومات الخطية: والتي تصنف إلى نوعين:

  • مقاومات ثابتة: تتميز بثبات قيمتها وسهولة توصيلها في الدارة الكهربائية ولها عدة أنواع:

+ المقاومات الكربونية: تصنع من مزيج من الكربون مع مادة غير ناقلة مثل مسحوق السيراميك، وتصب في قوالب تكون عادةً اسطوانية ثم يتم تجميدها، وكلما زادت كمية الكربون انخفضت المقاومة.

+ مقاومة السلك الملفوف: تصنع عن طريق لف سلك عدة لفات على قضيب معدني، ويصنع السلك من مواد ذات ناقلية عالية مثل النيكل أو الكروم أو التنغستون.

+ المقاومات الرقيقة: تصنع من قلب عازل محاط بطبقة موصلة رقيقة، وهذه الطبقة يمكن أن تصنع من الكربون أو من مزيج من المعادن والزجاج.

+ المقاومات السميكة: تصنع بنفس طريقة المقاومات الرقيقة لكن بسماكة أعلى.

  • مقاومات متغيرة: تتميز بأنه يمكن تغيير قيمتها لتتراوح من الصفر حتى أقصى قيمة لها، فمثلاً إذا كانت قيمتها هي 10KΩ فهذا يعني أن قيمتها تتراوح من الصفر حتى 10KΩ ويمكن تغييرها يدوياً ويمكن تثبيتها على قيمة معينة.

المقاومات غير الخطية: وهي مقاومات تتغير قيمتها مع تغير درجة الحرارة أو تغير الجهد المطبق، ومن أمثلتها الثيرموستور الذي هو عبارة عن مقاومة حساسة لتغير درجة الحرارة, والمقاومة الضوئية التي تتغير قيمتها بتغير شدة الضوء.

وهناك عوامل تؤثر على قيمة المقاومة الكهربائية وهي:

  1. طول السلك الذي تصنع منه المقاومة: يوجد تناسب طردي بين طول السلك وقيمة المقاومة فكلما زاد طول السلك الذي تصنع منه المقاومة زادت قيمتها والعكس صحيح.
  2. نوع المعدن الذي يصنع منه السلك: فمقاومة النحاس مثلاً تختلف عن مقاومة غيره من المعادن فلكل معدن تأثير مختلف على المقاومة.
  3. درجة الحرارة: أيضاً هناك تناسب طردي بين المقاومة ودرجة الحرارة فكلما ارتفعت الحرارة ازدادت المقاومة.
  4. ثخانة السلك: كلما زادت ثحانة السلك الذي تصنع منه المقاومة انخفضت قيمتها.

عادةً نجد المقاومة الكهربائية في الدارات الكهربائية بالشكل التالي:

كيف تصنع المقاومات الكهربائية

الشكل/1/

هذه الخطوط الملونة المرسومة على المقاومة تمكننا من قراء قيمة المقاومة وذلك عن طريق قيم الأرقام الموجودة في الجدول التالي:

كيف تصنع المقاومات الكهربائية

الشكل/2/

فاللون الأحمر الموجود في الجهة اليسرى من المقاومة في الشكل/1/ يشير إلى القيمة 2 واللون الأخضر يشير إلى القيمة 5 واللون البرتقالي يشير إلى القيمة 3 ولكن قيمة اللون الأخير تدل عادةً على عدد الأصفار أي تصبح قيمة المقاومة 25000Ω وهذا يعادل Ω25K لأن ΩK=1000Ω ويمكن أن تكون هذه الخطوط الملونة أكثر من 3 فتكون 4 أو 5 وعندها يكون آخر لون منها هو عدد الأصفار، أما اللون الذهبي الموجود على الجهة اليمنى من المقاومة فهو يشير إلى نسبة الخطأ في قراءة المقاومة وهو يمكن أن يكون إما ذهبي أو فضي فالذهبي يشير إلى نسبة خطأ تساوي 5% أما اللون الفضي فيشير إلى نسبة خطأ تساوي 10%.

ويوجد طريقتين لتوصيل المقاومات الكهربائية وهي:

  • الوصل على التسلسل: توصل المقاومات بشكل متتالٍ ويكون فرق الكمون مقسماً فيما بينها بينما يكون التيار ثابت، وتكون المقاومة الكلية هي مجموع المقاومات الموصولة على التسلسل أي: R=R1+R2+R3.
  • الوصل على التفرع: توصل المقاومات بشكل متوازٍ ويكون فرق الكمون متساوٍ فيما بينها أما التيار فيكون مقسم بينها، وتكون المقاومة الكلية هي 1/R=1/R1+1/R2+1/R3.

أكمل القراءة

صنع المقاومات الكهربائية

العناصر الكهربائية اليوم كثيرة ومتعددة، فهناك المقاومات والمواسعات والملفات بالإضافة إلى المحولات ولكل منها عملها الخاص وطرق خاصة لصناعتها، ويمكن القول أن الدارات الكهربائية لن تعمل بالكفاءة المطلوبة من دون وجود هذه العناصر.

المقاومات الكهربائية هي عناصر كهربائية تستخدم في الدارات الالكترونية والكهربائية وذلك لتحقيق عمل هذه الدارات، بحيث تكون هذه المقاومات بقيم معينة تتوافق مع عمل تلك الدارات. وتصنع المقاومات الكهربائية بحسب نوعها حيث لها نوعان وكل منهما يقسم لعدة أنواع:

  • المقاومات ثابتة القيمة.
  • المقاومات متغيرة القيمة

المقاومات ثابتة القيمة ونذكر منها:

  • المقاومات الكربونية: وهذه المقاومات تتركب من خليط من مسحوق الكربون ومواد غير ناقلة للتيار الكهربائي وتلف تلك المجموعة معًا ثم تغلف بمادة كيميائية وتصب بالشكل المطلوب وأغلب الأحيان يكون اسطوانيًّا، وبعدها تطلى أقطاب المقاومة بمادة معدنية حتى يمكن توصيلها مع الأسلاك الخارجية للجهاز الذي ستعمل به.
  • المقاومات السلكية: تصمم من تكرار اللفات  لسلك معزول، ويصنع السلك من معدن النيكل ومعدن الكروم، وهذه المعادن تمتاز بكثرة استخدامها بسبب ارتفاع قيمة مقاومتها النوعية و انخفاض قيمة ثابت مقاومتها الحراري. ولحماية محتويات المقاومة من التأثيرات الخارجية للوسط المحيط بها، تطلى  بطلاء زجاجي، أو بالرمل الممزوج بالاسمنت، وهناك أنواع  تغطى بمبدد حراري لتطوير قدرتها في تبديد الحرارة.
  • المقاومة الغشائية: يتطلب تصميمها استخدام غشاء من مادة لها مقاومة حيث ينثر على سطح اسطواني من الخزف، ونصل للقيمة اللازمة للمقاومة بالقطع بشكل لولبي في ذلك الغشاء وبذلك نغير طول المسار ما بين الطرفين الخاصين بالمقاومة ومن ثم تتغير قيمتها، ويوجد لهذا النوع ثلاثة أشكال، وهي شبيهة للمقاومات الكربونية في شكلها الخارجي ولكنها  أعلى دقة منها وبالتالي فإن تكلفتها أكبر.

وهناك أنواع أخرى للمقاومات الثابتة القيمة كالمقاومات السطحية، والمقاومات الشبكية.

المقاومات متغيرة القيمة:

هي المقاومات المستخدمة في أزرار زيادة مستوى الصوت أو إنقاصه فعندما نقول أن مقاومة متغيرة قيمتها  مثلًا 1000 أوم هذا يعني أنه يمكننا الحصول منها على قيم تتراوح بين الصفر و 1000 أوم. وهذه المقاومات لها ثلاثة أطراف، طرفان يمثلان نهاية المقاومة نحصل بواستطهما على قيمة المقاومة المتغيرة، والطرف الثالث يتصل بجزء منزلق يتحرك هذا الجزء فوق عنصر مقاوم فنحصل بواستطه مع إحدى النهايتين على قيم مختلفة من المقاومة الكلية.

وتتوفر المقاومات المتغيرة بأحجام مختلفة وبثلاثة أشكال وهي النوع المغلق والنوع المفتوح ونوع الضبط الدقيق الذي يستخدم عندما نحتاج إلى ضبط دقيق جدًا حيث سينتج تدوير مفتاح المقاومة عدة دورات تغيرًا في قيمة المقاومة.

بالإضافة إلى المقاومات ثابتة القيمة والمقاومات متغيرة القيمة، هناك نوع ٱخر ثالث يدعى المقاومات الخاصة، وهي المقاومات التي تصنع من مواد خاصة وبطرق صنع أخرى خاصة لتلائم تطبيقات عملية معينة في الدارات الإلكترونية ونذكر منها:

  • مقاومة الثيرمستور.
  • مقاومة الفاريستور.
  • المقاومة السلكية.
  • المقاومة الكربونية اللتان تعملان كمصهر.
  • المقاومة المعتمدة على الضوء.

هكذا نجد أن صنع المقاومات الكهربائية يتبع لأنواعها العديدة والمختلفة فلكل منها عملها الخاص والذي يجعلها مميزة ولا يمكن الاستغناء عنها في الدارات الكهربائية والاكترونية المختلفة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تصنع المقاومات الكهربائية"؟