وحدة قياس المقاومة الكهربائية

برز في القرن التاسع عشر اسم الفيزيائيّ الألمانيّ الكبير چورج سيمون چ . أوم (1787م – 1854م)، وكانت لملاحظته البسيطة عن تغيّر شدّة التيّار الكهربائيّ بالانخفاض أثناء انتقاله عبر موصّل، عظيم الأثر في تكوين وتطوّر وتنوّع المكوّنات الإلكترونيّة فيما بعد، فلا يكاد يخلو مكوّن إلكترونيّ من مقاومة كهربائيّة أيًّا كان نوعها، واستطاع هذا العالم قياس تلك المقاومة والتحكّم بها، مع وجود نسبة خطأ صغيرة جدًّا في تقديرها؛ مما يسّر استخدامها في شتّى المكوّنات الإلكترونيّة حتّى الدقيقة منها، وتمّ إطلاق وحدة الأوم كوحدة قياس للمقاومة الكهربائيّة، وهي موضوع مقالنا، فتابعونا.

ماهيّة المقاومة الكهربائيّة

قم بتمرير كميّةٍ من المياه من مصدرٍ معلومٍ عبر عدّة أنابيب مختلفة الأقطار، تنتهي بعدّة آنية موحّدة السعة ومدرّجة لمدّة دقيقة مثلًا، فسوف تلاحظ أنّ كميّة المياه في كلّ إناء تتناسب طرديًّا مع قُطر كلّ أنبوبة، ذلك لأنّ الأنبوبة التي قطرها أقلّ تقاوم مرور المياه، هذا مع فرض ثبات بقيّة العوامل الأخرى، وبالمثل في ذلك التيّار الكهربائيّ، فمن المعلوم أنّ التيّار الكهربائيّ عبارة عن سيلٍ من الإلكترونات المتدفّقة من المصدر عبر الموصّل.

وأيضًا أنّ عمل المصدر لإنتاج ذلك التيّار هو خلق فرق جهد إلكترونيّ ما بين قطبيه، وفرق الجهد هذا ينشأ عنه تدفّق تلك الإلكترونات عبر الموصّل، والفرق في الجهد الكهربيّ ما بين طرفيّ الدائرة يرجع إلى مقاومة ذلك الموصّل.

وحدة قياس المقاومة الكهربائيّة

وحدة قياس المقاومة الكهربائية هي وحدة الأوم (بالانجليزية: Ohm) ويرمز لها بـ (Ω). ولوحدة الاوم مضاعفات مثل الكيلو أوم و الميجا أوم.

• 1 كيلو أوم = 1000 أوم
• 1 ميجا أوم = 1000,000 أوم

قانون المقاومة الكهربائية

استطاع أوم من خلال تجاربه على المقارنة بين قيم فرق الجهد وشدّة التيّار الناتج مع قيم نوعيّة الموصّل (المقاومة)، ونصف قطره، وطوله، خلال مربّع وحدة الزمن، أن يجد العلاقة الرياضيّة لقياس تلك المقاومة، والتي يرمز لها بالرمز(Ω) وهي:

قانون المقاومة الكهربائية = فرق الجهد (بالڤولت) ÷ شدّة التيّار (بالأمبير)

R = V ÷ A

وتمّ وضع وحدة الأوم كوحدة دوليّة لقياس تلك المقاومة؛ اعترافًا بفضل السيّد أوم في اكتشاف تلك العلاقة، فتكون العلاقة هي:

الأوم = فرق الجهد (بالڤولت) ÷ شدّة التيار(بالأمبير)

وعليه يصبح “التيّار المتدفّق عبر مقاومة- شدّة التيّار- يتناسب طرديًّا مع فرق الجهد وعكسيًّا مع المقاومة”، وهو ما يعرف بقانون أوم.
أي أنّ:

شدّة التيّار = فرق الجهد ÷ المقاومة.

ومعكوس الأوم أو المقاومة يُطلق عليها (السيمنز)، وهي قدرة السماح الكهربيّة، أو جودة التوصيل، والعلاقة بين السيمنز والأوم علاقة عكسيّة.

أنواع المقاومات الكهربائيّة

مع التقدّم التكنولوجيّ وتقدّم مكوّنات الدوائر الإلكترونيّة، أصبحت هناك حاجةٌ ماسّة لمقاومات مختلفة الجهد؛ لاختلاف حاجة كلّ مكوّن إلكترونيّ لفرق جهد كهربيّ مختلف عن الآخر؛ وبالتالي تنوّعت المقاومات الكهربائيّة على النحو التالي:

المقاومة الكربونيّة: وهي مصنوعة من مادة خليط الكربون، وبعض المواد الأخرى التي تزيد من مقاومة الكربون، وتمتاز هذه النوعيّة بالثبات النسبيّ، والمقاومة العالية، ورخص ثمنها.

المقاومة الحلزونيّة (السلكيّة): وهي مقاومة عبارة عن سبيكة معدنيّة من سلك ملفوف حول قطعة من السيراميك- لتقليل التيّارات التأثيريّة- وتمتاز أيضًا بجودتها ورخص ثمنها.

المقاومة المتغيّرة: وهي تمتاز بتدرّج مقاومتها حسب الحاجة للدائرة الكهربيّة، مثل تلك المقاومة الموجودة بمفتاح رفع الصوت بالأجهزة الصوتيّة، مثل المذياع والتليفزيون، وهناك مقاومات أخرى لا يتّسع المجال لذكرها.

كيفية قراءة وحدة قياس المقاومة

نظرًا لتنوّع قدرة المقاومات المختلفة، وصعوبة التمييز بين قدراتها المتنوّعة، قامت الشركات المصنّعة بوضع علامات على هيئة حلقات لونيّة عليها؛ لتسهيل التعرّف عليها، والتي ترمز للآتي:

1- الأسود: 0
2- البنيّ: 1
3- الأحمر: 2
4- البرتقاليّ: 3
5- الأصفر: 4
6- الأخضر: 5
7- الأزرق: 6
8- البنفسجي: 7
9- الرمادي: 8
10- الأبيض: 9
11- الذهبيّ: 5%
12- الفضيّ: 10%
13- بدون لون: 20%

مثال: بفحصك لشاحن موبايلك الذي لا يعمل، تبيّن لك أنّ المقاومة التي ألوان حلقاتها باللون (البرتقاليّ، ثمّ الأبيض، ثمّ الأصفر، ثمّ اللون الذهبيّ) بها علامات الاحتراق، فكيف تقرأ وحدة قياسها بنفس القيمة في حالة أنّه لا يوجد لديك جهاز الأڤوميتر لقراءة المقاومة؛ لتغييرها بأخرى سليمة مساوية لها في المقاومة؟

الحلّ: نقوم بقراءة المقاومة بترتيب ألوان حلقاتها، بحيث يكون اللون الخاصّ بالنسبة المئويّة ناحية اليمين؛ وبالتالي يشير اللونان- الأول والثاني – من ناحية اليسار إلى رقمين من الأرقام السابق إيضاحها، ولون الحلقة الثالثة يشير إلى عدد الأصفار، والذهبيّ إلى نسبة الخطأ، فتكون القراءة كالآتي:

الذهبيّ →الأصفر →الأبيض → البرتقاليّ

   ↓     ↓  ↓  ↓

5% 0000 9 3

فهذه المقاومة قيمتها %5 ± Ω 390000

أي تساوي ما بين (370500 إلى 409500) Ω

يعدّ اكتشاف أوم للمقاومة الكهربائيّة اكتشافًا عظيم الأثر على جميع المكوّنات الإلكترونيّة، كما أنّه أعطى مرونةً عاليةً لتكوين تلك المكوّنات في الدوائر الكهربائيّة، مع إمكانيّة استخدام مصدر واحد للتيّار، دون الحاجة إلى تعدّد ذلك المصدر لكلّ دائرة على حدة؛ ممّا أدّى إلى صغر حجم تلك الدوائر، وخفض تكلفتها، واتّساع مجال استخدامها، فلا أقلّ من تسمية وحدة قياسها باسمه.