فهم أثر مقاومة إضافية والتعرف على قياسها.
1. أفهم الدرس
المقاومة الكهربائية تحد من شدة التيار في دارة معينة، ووحدتها الأوم Ω. تختلف قيمتها بحسب المادة والأبعاد والحرارة، ولا تعني مجرد وجود جسم طويل أو قصير.
عند إضافة مقاومة على التوالي إلى دارة بسيطة مع ثبات المصدر، تنخفض الشدة عادة. يمكن أن تقل إضاءة مصباح وفق خصائصه وظروف التجربة.
يقيس الأوممتر مقاومة عنصر مفصول عن مصدر التغذية وعن التوصيلات التي قد تؤثر في القياس. لا يستعمل على دارة تعمل. قانون أوم سيعمق حساب العلاقة بين المقاومة والتوتر والشدة في مستويات لاحقة.
2. تطبيقات محلولة
تطبيق 1
مقاومتان مكتوب عليهما 100 Ω و1 kΩ؛ الثانية 1000 Ω، أي عشرة أمثال الأولى.
تطبيق 2
سلكان من المادة نفسها ولهما الطول نفسه: اختلاف مساحة المقطع يؤثر في المقاومة، لذلك يجب تثبيت الخصائص عند المقارنة.
3. أتدرب وأصحح
أنجز محاولتك قبل فتح التصحيح، ثم قارن تفسيرك أو خطوات حسابك بالحل.
1. حوّل 2.2 kΩ إلى Ω.
إظهار التصحيح
2200 Ω.
2. ماذا يحدث عادة للشدة بإضافة مقاومة على التوالي مع مصدر ثابت؟
إظهار التصحيح
تنخفض.
3. هل نقيس المقاومة والأداة موصولة بالمصدر؟
إظهار التصحيح
لا؛ تفصل التغذية ويستعمل الجهاز وفق تعليماته.
4. قراءة ألوان المقاومة الكهربائية
قد تُكتب قيمة المقاومة بحلقات ملونة بدل الأرقام. في النموذج ذي 4 حلقات، تمثل الحلقتان الأولى والثانية رقمين، وتمثل الثالثة معامل الضرب، وتحدد الرابعة نسبة السماح. نقرأ من الطرف المقابل لحلقة السماح المتباعدة غالبًا، ثم نتحقق من ترتيب الحلقات.
مفتاح الأرقام: أسود 0، بني 1، أحمر 2، برتقالي 3، أصفر 4، أخضر 5، أزرق 6، بنفسجي 7، رمادي 8، أبيض 9. لمعامل الضرب المعتاد نستعمل 10 مرفوعة إلى رقم اللون: الأسود ×1، والبني ×10، والأحمر ×100، والبرتقالي ×1000. الذهبي في حلقة السماح يعني ±5%، والفضي ±10%.
R = (10a + b) × 10ⁿ Ω
يمثل a رقم الحلقة الأولى، وb رقم الثانية، وn رقم حلقة معامل الضرب. لا نجمع أرقام الحلقات.
مثال محلول خطوة بخطوة
مقاومة حلقاتها أصفر، بنفسجي، أحمر، ذهبي: الرقم الأول 4، والثاني 7، ومعامل الضرب 100؛ إذن R = 47 × 100 = 4700 Ω = 4.7 kΩ. السماح 5%، أي 4700 × 0.05 = 235 Ω، فتقع القيمة الاسمية ضمن المجال 4465 Ω ≤ R ≤ 4935 Ω مع مراعاة أن القياس له دقته الخاصة.
5. المقارنة بقياس الأوممتر
يُقاس العنصر وهو معزول عن التغذية وعن بقية الدارة. لا يكفي اختلاف بسيط بين القراءة والقيمة الاسمية للحكم بأن المقاومة معطوبة: نراعي السماح ودقة الجهاز. إذا تجاوزت القيمة عيار الجهاز نختار عيارًا مناسبًا أكبر؛ لا نفسر رسالة تجاوز المجال باعتبارها قيمة المقاومة.
4. اقرأ الحلقات: بني، أسود، برتقالي، ذهبي.
إظهار التصحيح
R = 10 × 1000 = 10000 Ω = 10 kΩ، بسماح ±5%.
5. ما أول ثلاث حلقات لمقاومة قيمتها 2200 Ω؟
إظهار التصحيح
2200 = 22 × 100؛ أحمر، أحمر، أحمر. تحدد الحلقة الرابعة بصورة مستقلة حسب نسبة السماح المطلوبة.
6. مقاومة 1000 Ω بسماح 5%؛ هل 980 Ω داخل مجالها الاسمي؟
إظهار التصحيح
الفرق المسموح 50 Ω، والمجال من 950 إلى 1050 Ω، لذا 980 Ω داخله. لا ننسى دقة أداة القياس عند مقارنة نتيجة فعلية.
7. لماذا لا نقيس المقاومة وهي موصولة بمصدر؟
إظهار التصحيح
لأن الأوممتر يعمل بطريقة قياس خاصة، وقد تؤثر التغذية الخارجية في النتيجة أو تضر الجهاز. نفصل التغذية ونعزل العنصر قبل قياسه بإشراف الأستاذ.
