مباني مقدماتي الكترونيك-مقاومت

رساناي الكتريكي (هادي)به هر ماده اي كه بتواند جريان الكتريكي را از خود عبور دهد رساناي الكتريكي يا هادي الكتريك (هدايت كننده جريان الكتريكي ) گويند مانند فلزات و به هر ماده كه نتواند جريان الكتريكي را از خود عبور دهد نارسانا يا غيرهادي گويند مانند پلاستيك ، چرم ، كاغذ وغيره .

مقاومت چيست ؟
هر هادي الكتريكي در برابر عبور جريان مقداري مقاومت از خود نشان مي دهد اين مقاومت باعث مي شود كه جريان عبوري از هادي محدود شود، مثال دو ليوان آب را به ياد بياريد وقتي بين دوليوان كه مقدار آبشان با هم برابر نبود لوله اي وصل كرديم آب از طرف ليوان پرتر به طرف ليوانه نصفه در درون لوله به حركت در آمد حالا اگر يك شير سر راه اين لوله قرار دهيم چنانچه شير را به سمت بسته شدن بچرخانيم لوله ارتباطي تنگ تر ميشود در نتيجه جريان آب كاهش پيدا مي كند يعني مقاومت سر راه لوله را افزايش داده ايم پس مقدار مقاومت سر راه لوله تعيين كننده مقدار جريان آب عبوري از لوله است در واقع شير يك وسيله براي كنترل جريان آب است به همين صورت با كم و زياد كردن مقاومت موجود در مسير يك مدار ميتوان جريان كل مدار را كنترل كرد . مقدار مقاومت بستگي به جنس هادي و طول آن دارد كه آن را بر حسب اهم مي سنجند يك اهم عبارتست از مقدار مقاومتي كه اگر به دو سريك منبع ولتاژ يك ولتي وصل شود جريان يك آمپر از آن عبور كند .

هنگام در گيري سربازهاي سيم و سربازهاي الكتروني ، الكترونها با سلاح هاي گرم به جان سيم مي افتند و در اثر اين جنگ و آتش سوزي مقداري از انرژي سربازهاي الكتروني بصورت گرما هدر ميرود پس يكي از كارهايي كه مقاومت انجام داد اين بود كه مقداري از جريان را تبديل به گرما كرد در بعضي جاها ما عمداً براي توليد گرما از مقاومت استفاده مي كنيم مثل مقاومت تنگستن لامپ يا سيم مقاومت داري كه در سماورهاي برقي يا بخاري برقي ها استفاده ميكنيم كه به آن المنت هم مي گويند. در اين جور مواقع كه گرما كار مورد نياز ما را انجام مي دهد مي گوئيم سيم يا دستگاه انرژي الكتريكي را مصرف كرده اما هر وقت كه اين گرما را لازم نداشته باشيم و بي علت توليد بشود مي گوييم مقاومت سيم مقداري انرژي الكتريكي را تلف كرده مثل گرمايي كه در سيمهاي انتقال انرژي (سيمهاي رابط ) توليد مي شود .

شكل ظاهري مقاومتها :مقاومت ممكن است چندين حلقه سيم مسي نازك كه به دور هسته اي پيچيده شده است باشد ، و يا از مواد نيمه رسانا مانند كربن ساخته شده باشد. مواد نيمه رسانا نسبت به رساناها مقاومت بيشتري در برابر عبور جريان از خود نشان مي دهند. مقاومتها به اشكال و اندازه هاي مختلفي ساخته مي شوند كه رايج ترين آنها ، مقاومت هاي رنگي هستند كه از آنها در جريان هاي پايين استفاده مي شود و در جريانهاي بالا معمولا از مقاومت هاي سراميكي يا آجري استفاده مي شود كه نسبت به مقاومت هاي رنگي حجم بيشتري دارند .

سمبل مداري مقاومت به اين شكلها است :ـــ\/\/\/ـــ

حالا مي خواهيم يك رابطه بين اين سه كميت پيدا كنيم : مقاومت ، جريان ، ولتاژ
 

بازهم مثال ليوان آب : گفتيم اگر يك شير سر راه لوله رابط دو ليوان قرار دهيم مي توانيم جريان آب را كنترل كنيم حالا فرض كنيد شير آب را به اندازه اي تنظيم كرديم كه در هر ثانيه يك سي سي آب وارد ليوان نصفه مي شود حالا به جاي ليوان پر آب يك گالن پر آب وصل مي كنيم آيا بازهم همان مقدار آب وارد ليوان نصفه مي شود ؟

مسلماً اينطور نيست چون فشار آب زياد شده . به ازاي يك ثانيه آب بيشتري از لوله عبور مي كند. پس هرچه فشار آب را زياد كنيم (اختلاف سطح آبها) جريان آب بيشتر ميشود و به همين صورت هم در مدار الكتريكي هر چه فشار الكتريكي (ولتاژ) را افزايش دهيم در صورت ثابت بودن مقاومت مدار جريان نيز بيشتر مي شود.

مقاومت / ولتاژ= جريان عبوري از سيم
يا
جريان / ولتاژ = مقاومت
يا
جريان × مقاومت = ولتاژ

مثال : فرض مي كنيم كه يك مقاومت 5 اهمي داريم دوسرش را به يك منبع ولتاژ 10 ولتي وصل كرده ايم مي خواهيم ببينيم كه چه جرياني از مقاومت عبور ميكند (جريان را با I ولتاژ را با V و مقاومت را R نشان مي دهند)

I=10/5 = 2 A

پس جريان دو آمپر از مقاومت عبور مي كند حالا اگر به جاي مقاومت 5 اهمي مقاومت 4 اهمي قرار بدهيم جرياني كه مقاومت از منبع تغذيه دريافت مي كند 5/2 آمپر مي شود .

پس نتيجه مي گيريم كه هر مقاومت يا هر مصرف كننده فقط به اندازه مورد نياز خود از منبع تغذيه، جريان مي كشد.

توجه داشته باشيد وقتي يك منبع به مقاومتي جريان مي دهد اين جريان از خود منبع تغذيه هم عبور مي كند .

گفتيم كه چون سطح آب درون ليوان ها متفاوت است جريان آب برقرار ميشود اما پس از اينكه آب هر دوتا يك اندازه شد ديگر جريان آبي وجود ندارد ( بله درست است چون ديگر اختلافي وجود ندارد) ولي در منبع تغذيه اينطور نيست چون الكترونها دائما توسط نيروي خارجي به يك سمت كشيده مي شوند .

پس براي ليوان هم مي ميتوان فرض كرد كه يك پمپ آب بالاي سر ليوانها وجود دارد كه توسط يك شيلنگ به هراندازه كه آب وارد ليوان نصفه مي شود به همان اندازه آب را برمي دارد و به ليوان پر مي ريزد و هيچ گاه نمي گذارد كه سطح آب درون ليوان ها تغيير كند همان كاري را كه نيروي خارجي بر روي يك سيم انجام مي داد (آهنربا) پس چون هميشه اختلاف ثابت است در نتيجه هميشه جريان ثابت و پايدار است .

همان جرياني كه از لوله پاييني ليوانها مي گذرد همان جريان هم از شيلنگ و پمپ بالا مي گذرد.

اين مجموعه را مي توان به دو قسمت كلي تقسيم كرد 1- منبع تغذيه (شامل دو ليوان و پمپ و شيلنگ) 2- مصرف كننده (لوله پاييني و شير)
پس نتيجه ميگيريم كه در يك مدار بسته جريان بصورت حلقه اي از كل عناصر مدار عبور ميكند (حتي از خود منبع تغذيه ) كه مقدارش در تمام نقاط برابر است .
حالا اگر شير آب را كمي زياد كنيم كل جرياني كه در حال گردش است زياد مي شود اين بدان معناست كه اگر در يك مدار كه بصورت حلقه بسته است چنانچه يكي از عناصر آن را تغيير دهيم جريان در كل مدار تغيير ميكند .

مديريت وبلاگ علم و فناوري

منبع : هوپا