شرح قانون أوم بالتفصيل
جورج أوم
هو جورج سيمون أوم من مواليد عام 1789 في ولاية بافاريا في ألمانيا وهو عالم الفيزياء الألماني الشهير الذي اكتشف قانون أوم الذي سمي باسمه، وأصبح أوم أستاذًا للرياضيات في كلية اليسوعيين في كولونيا عام 1817، وفي حين أن اكتشافاته قد أثرت بشكل كبير على تطبيقات الكهرباء الحالية إلا أنه قد تم استقبالها ببرود كبير لدرجة أن أوم استقال من منصبه في كولونيا ووافق على وظيفة في كلية الفنون التطبيقية في نورنبرغ في عام 1833، وبدأ الاعتراف باكتشافات جورج أوم في عام 1841 بحصوله على وسام كوبلي، والأوم في الفيزياء هو وحدة قياس المقاومة الكهربائية وسمي بذلك نسبة له، ويتناول هذا المقال شرح قانون أوم بالتفصيل.[١]
شرح قانون أوم بالتفصيل
قبل التطرق الى شرح قانون أوم بالتفصيل لا بد من التعرف على نص القانون والعلاقة الرياضية التي تمثله، حيث ينص قانون أوم على أن "التيار الكهربائي الذي يمر عبر موصل يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين طرفي الموصل وعكسيًا مع مقاومته"، ويتم تمثيل قانون أوم من خلال العلاقة الرياضية الآتية:
التيار = الجهد / المقاومة.
ويمثل قانون أوم أهم علاقة رياضية تربط بين الجهد والتيار والمقاومة، ولشرح قانون أوم بالتفصيل والحصول على فهم أعمق للقانون يجب فهم القيم التي ربط بينها القانون كل على حدا، وهي على الشكل الآتي:[٢]
- التيار الكهربائي: حسب قانون أوم يتدفق التيار عبر الموصل من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويمكن حساب التيار الكهربائي المار عبر الدارة بتقسيم الجهد الكهربائي على المقاومة، وبهذه الطريقة ستؤدي الزيادة في الجهد إلى زيادة التيار ولكن يمكن أن يحدث هذا فقط إذا بقيت المقاومة ثابتة، وإذا تم زيادة المقاومة مع تثبيت الجهد فإن التيار الكهربائي سيقل.
- الجهد الكهربائي: يمثل الفرق في الجهد الكهربائي بين نقطتين في الدارة الكهربائية ويقاس بوحدة الفولت ،ويمكن حساب فرق الجهد رياضيًا إذا كان التيار والمقاومة في الدارة معلومين، بحيث يمثل الجهد حاصل ضرب التيار الكهربائي بالمقاومة، وفي حال زيادة قيمة التيار أوالمقاومة في الدارة الكهربائية فإن الجهد سوف يزيد تلقائيًا.
- المقاومة الكهربائية: تحدد المقاومة الكهربائية مقدار التيار الذي سيمر عبر الموصل، ويمكن استخدام المقاومات للتحكم في مستويات التيار والجهد بحيث تسمح المقاومة العالية بمرور كمية صغيرة من التيار الكهربائي فقط، وبالمقابل فإن المقاومة المنخفضة جدًا ستسمح بمرور كمية كبيرة من التيار الكهربائي ،وتقاس المقاومة بوحدة الأوم.
المقاومات الكهربائية
بعد شرح قانون أوم بالتفصيل لا بد من التطرق الى مفهوم المقاومات الكهربائية، فغالبًا ما يحتاج الأشخاص الذين يصنعون دوائر كهربائية أو إلكترونية تقوم بوظائف محددة إلى مقادير دقيقة للمقاومة الكهربائية، ويمكن الحصول على ذلك عن طريق إضافة مكونات صغيرة الى الدارات الكهربائية تسمى المقاومات، والمقاومات عبارة عن حزمة صغيرة يتم توصيلها في دارة كهربائية بهدف التقليل من التيار الكهربائي المار بمقدار معين، ومن الخارج تبدو جميع المقاومات متشابهة بشكلها الذي يشبه الدودة مع خطوط ملونة على الجانب وتتصل بالدارة الكهربائية من طرفيها، فما الذي يحدث داخل المقاومة؟ تحتوي المقاومة قضيبًا سيراميكًا عازلًا يمتد عبر الوسط بأسلاك نحاسية ملفوفة حوله ويسمى هذا النوع من المقاومات بالمقاومات السلكية الملتفة، وتتحكم عدد دورات النحاس في مقدارالمقاومة بدقة شديدة فكلما زادت عدد دورات النحاس وقلت سماكتها زاد مقدارالمقاومة، اما في في المقاومات ذات القيم الأصغر المصممة للدوائر ذات القدرة المنخفضة يتم استبدال لفيفة النحاس بنمط حلزوني من الكربون وتسمى مقاومة فيلم الكربون وهذا النوع من المقاومات يمتاز برخص ثمنه، ولكن بشكل عام تكون المقاومات السلكية الملتفة أكثر دقةً واستقرارًا في درجات حرارة التشغيل العالية.[٣]المراجع[+]
- ↑ "Georg Ohm", www.britannica.com, Retrieved 25-07-2019. Edited.
- ↑ "What Is Ohm's Law & What Does It Tell Us?", www.sciencing.com, Retrieved 25-07-2019. Edited.
- ↑ "Resistors", www.explainthatstuff.com, Retrieved 25-07-2019. Edited.
