بسم الله الرحمن الرحيم 

الملف الكهربائي الذي يكون احد المكون الملفات الكهربائية

ملف كهربائي في الكهرباء وإلكترونيات (بالإنجليزية:solenoid) هو سلك ملفوف حلزونيا ذو عدد لفات كبير بحيث تشكل شكلا أسطوانيا. يستخدم في الفيزياء وفيالهندسة الكهربائية ويكون عادة ملفوفا حول أسطوانة (أو قلب) حديدية. عندما يمر تيار كهربائي في الملف ينشأمجالا مغناطيسيا داخل الملف اللولبي وخارجه.

لا يمكن تصور مدينتنا الحديثة بدون الملفات الكهربائية فبمرور تيار بها تنشئ مجال مغناطيسي يمكن التحكم فيه (وهى قوة ميكانيكية بحد ذاتها) ويبث أيضا موجات كهرومغناطيسية. وهاتين الخاصيتين هما أساس عمل كل من المولدات الكهربائية والمحولات الكهربائية وفيالأجراس الكهربية وتطبيقات التوصيل والفصل الكهربي وفي البث التلفزيوني والبث الإذاعي وفي تشغيل جميع أنواع مكبرات الصوت والميكروفونات في الهاتف والمحمولومكبرات الموسيقى ، ولأرسال اشارات إلى الأقمار الصناعيةوالاتصالات بها.

***************************************

       المقاومة الكهربائية 

هي خاصية فيزيائية تتميز بهاالموصلات المعدنية في الدوائر الكهربائية. تعرف على أنها قابلية المواد لمقاومة مرور التيار الكهربائي فيها.

وهي إعاقة المادة لمرور التيار الكهربائي (الإلكترونات) خلالها. وتحدث الإعاقة في المادة سواء أكانت من الموصلات (كالفلزات) أو غير الموصلات ولكن بدرجات مختلفة. يلزم للألكترونات التغلب على هذه المقاومة للوصول إلى تعادل في الشحنة . وحدة المقاومة هي الأوم.

ثلاثة مقاومات مختلفة، يعين لون الحلقات المرسومة عليها مقدار المقاومة بالأوم ↩

********************

يرمز لها بالحرف اللاتيني R، تعطى قيمتها بالأوم (Ω). ترتبط هذه الخاصية بمفهومي المقاومية والتوصيلالكهربائيين.

• تبين الصورة ثلاثة مقاومات مختلفة : ويعين لون الحلقات المرسومة على المقاومة مقدار المقاومة بالأوم ، حيث يعطي كل لون قيمة معينة للمقاومة .

عند مرور تيار كهربائي في موصل ذو مقطع متجانس ، وفي درجة حرارة معينة، يمكن لنا قياس مقاومته الكهربائية بدلالة نوع المادة التي صنع منها وبمعرفة أبعاده :

${\displaystyle R=\rho {\frac {l}{s}}={\frac {l}{\gamma .s}}\,}$

• ${\displaystyle \rho \,}$ هي المقاومية أو (المقاومة النوعية) وتعطىبالأوم.متر (Ω.m).
• ${\displaystyle l\,}$ طول الناقل (السلك) ويعطى بالمتر.
• ${\displaystyle s\,}$ مساحة المقطع العرضي وتعطى بالمتر المربع.
• ${\displaystyle \gamma \,}$ الموصلية الكهربائية التي هي مقلوب المقاومية ، وتعطى بمقلوب الأوم.متر Ω.m)⁻¹ ).

ينتج عن مرور التيار الكهربائي في موصل معدني (أو مقاومة) انبعاث الحرارة، وتسمى هذه الظاهرة تأثير جول. يتم في بعض الأحيان التحكم في مقدار هذا التدفق (أجهزة التدفئة) ، إلا أن في حالات أخرى تتبدد هذه الطاقة وتنتج عنها تأثيرات غير مرغوبة فنضطر لتبريد الجهاز.

تعطى الطاقة الحرارية التي تنتج بفعل تأثير جول بالمعادلة التالية:

${\displaystyle P={R\cdot I^{2}}}$.

• P: الطاقة الناتجة عن تأثير جول.
• I: شدة التيار المار في الموصل وتعطى بالأمبير.
• R: مقاومة الموصل وتعطى بالأوم.

راجع مقاومة كهربائية (ثنائي أقطاب).

يمكن الحصول على وحدة المقاومة باستخدام مسار معين للتيار, حيث تنتج مقاومة قدرها أوم واحد إذا سرى تيار كهربائي خلال عمود من الزئبق بمساحة مقطع مستقطع تساوي 1 ملم² وطوله 1,063 متر.

*****************

تسمى المقاومة مقاومة أوميّة (من كلمة أوم) عندما تكون مثالية بمعنى أن لا تتغير قيمتها بتغير الجهد الكهربائي ولا بتغير شدة التيار أو بتغير تردد التيار (في حالة التيار المتردد). وينطبق قانون أوم على مثل هذه المقاومة المثالية في جميع قيم الجهد أو شدة التيار .

فإذا رسمنا الجهد U مع تغير شدة التيار I في رسم بياني لتوضيح العلاقة بينهما وجدنا أن شدة التيار تتناسب طرديا مع زيادة الجهد ، وعندما يكون الجهد مساويا للصفر يصبح التيار أيضا مساويا للصفر . يربط قانون أوم العلاقة بين شدة التيار والمقاومة والجهد الكهربائي:

${\displaystyle R={\frac {U}{I}}={\text{const.}}\ ;\quad U=R\cdot I\ ;\quad I={\frac {U}{R}}}$

وعندما يمر تيار كهربائي في مقاومة ينخفض الجهد بقدر ما يمر بالمقاومة، وتنتج قدرة كهربائية طبقا للمعادلة :

${\displaystyle P=U\cdot I={\frac {U^{2}}{R}}=I^{2}\cdot R}$

وهي تتحول إلى قدرة حرارية ، فتسخن المقاومة .

#################

حساب مقاومة موصل كهربائيعدل

يمكن حساب المقاومة الأومية لجسم منتظم بمعرفة مقاييسه (طول ، عرض ، ارتفاع) و مقاومته النوعية ρ . تعتمد المقاومة النوعية ρ على نوع المادة (نحاس ، حديد ، تنجستن ، فضة ...إلخ).

وفي حالة مرور التيار (طوليا) في موصل طوله l ومساحة مقطعه A تنطبق المعادلة :

${\displaystyle R=\rho \cdot {\frac {l}{A}}}$

وإذا كان مقطع A الموصل دائريا فيمكن حسابه من القطر dطبقا للمعادلة :

${\displaystyle A=d^{2}\cdot {\frac {\pi }{4}}=r^{2}\cdot \pi }$

تختلف المقاومة النوعية بنوع المادة ، وهي تعتمد عاد علىدرجة الحرارة ، ووجود شوائب في المادة .

...........

المقاومة النوعية لبعض الموادعدل

أمثلة للمقاومة النوعية والمعامل الحراري عند 20 °C

المادة	ρ20 بوحدة Ω·mm²)/m )	α20 بوحدة 1/كلفن
الفضة	16,5 × 10−3	3,8 × 10−3
النحاس	17,8 × 10−3	3,9 × 10−3
السيليكون	2,3 × 109	−75 × 10−3

&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&

تأثير درجة الحرارةعدل

تتغير المقاومة النوعية لمادة بتغير درجة الحرارة ، لهذا تعطي القائمة أعلاه قيمة المقاومة الكهربائية للمواد عنددرجة حرارة 20 درجة مئوية ، كما تعطي "المعامل الحراري" الذي يمكن بواسطة حساب المقاومة عند درجة حرارة أخرى. فإذا بدأنا من المعادلة:

${\displaystyle R_{20}=\rho _{20}\cdot {\frac {l}{A}}\ ,}$

وأردنا حساب المقاومة (R(t عند درجة حرارة t وكان "المعامل الحراري " α معروفا ، فيمكننا استخدام المعادلة :

${\displaystyle R(t)=R(t_{0})(1+\alpha _{t_{0}}\cdot (t-t_{0}))}$

حيث:

${\displaystyle t_{0}=20\,^{\circ }\mathrm {C} \ .}$

تكفي تلك العلاقة الخطية لحساب تغير المقاومة بتغير درجة الحرارة في حدود صغيرة لتغير درجة الحرارة ، وإلا لزم إكمال تلك المعادلة ببعض الأعضاء الأخرى .

وبحسب مادة المقاومة قد تتزايد المقاومة بارتفاع درجة الحرارة فتسمى تلك المقاومة "موصل بارد " PTC وهو النوع الغالب ، كما توجد مواد تقل مقاومتها بارتفاع درجة الحرارة وتسمى هذه "موصل ساخن" NTC ويكون المعامل الحراري لها سالب الإشارة .

تستغل خاصية اعتماد المقاومة على درجة الحرارة في تقنية القياس وفي تقنية الضبط ، مثل في الترمومتر وفيثرموستات وفي مفاتيح تحديد التيار .

وقد ابتكرت سبائك تحافظ على ثبات مقاومتها رغم تغير درجة الحرارة في حدود واسعة مثلما في حالة مقاومة قياس .

توصيل المقاوماتعدل

نوصل مقاومتين أو أكثر ببعضهم بطريقتين: توصيل على التوالي ، وتوصيل على التوازي:

توصيل على التواليعدل

عندما نوصل عدد ${\displaystyle n}$ من المقاومات تكون المقاومة الكلية مساوية لمجموع المقاومات :

${\displaystyle R_{\rm {ges}}=\sum _{k=1}^{n}R_{k}=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}}$

توصيل على التوازيعدل

في التوصيل على التوازي يكون مقلوب المقاومة الكلية مساويا لمجموع مقلوبات المقاومات :

${\displaystyle {1 \over R_{\rm {ges}}}=\sum _{k=1}^{n}{1 \over R_{k}}={1 \over R_{1}}+{1 \over R_{2}}+\cdots +{1 \over R_{n}}}$

وفي حالة مقاومتان موصولتان على التوازي :

${\displaystyle R_{\rm {ges}}={\frac {R_{1}\cdot R_{2}}{R_{1}+R_{2}}}}$

والمعادلة التي تعطي المواصلة الكلية :

${\displaystyle G_{\rm {ges}}=G_{1}+G_{2}+\cdots +G_{n}}$

حيث المواصلة :

${\displaystyle G={\frac {1}{R}}}$

ووحدة المواصلة هي مقلوب الأوم أو سيمنز (وحدة).

ويمكن التوضيح بتوصيل مقاومتين مختلفتين المقطعين ${\displaystyle A}$ توصيلا على التوازي :

في حالة مقاومتين ${\displaystyle A_{1}+A_{2}}$, تصبح المعادلة:

${\displaystyle R=\rho \cdot {l \over {A_{1}+A_{2}}}}$

أو :

${\displaystyle {1 \over R}={{A_{1}+A_{2}} \over {\rho \cdot l}}={{A_{1}} \over {\rho \cdot l}}+{{A_{2}} \over {\rho \cdot l}}={1 \over R_{1}}+{1 \over R_{2}}}$