الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي ،خاصية تزداد في السلك مع تناقص مساحة المقطع العرضي. مع زيادة مساحة المقطع العرضي، سيزداد عدد الذرات التي تصطدم بها الإلكترونات بنفس النسبة، لذلك يجب ألا تتغير المقاومة بشكل أساسي مع سماكة يزيد السلك، فلماذا يتناسب عكسياً مع مساحة المقطع ولماذا تنخفض المقاومة الكهربائية مع مساحة المقطع العرضي من هذا المبدأ، سنجيب على جميع أسئلتك في الأسطر التالية حول هذه الخاصية الفيزيائية للدوائر الكهربائية.
الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي
هذه الخاصية هي إحدى خصائص الفيزياء التي تتناول جوانب الدوائر الكهربائية، والتناسب العكسي بين مساحة المقطع العرضي للسلك والمقاومة الكهربائية، لذا فإن الإجابة الصحيحة هي
- الخاصية التي تزداد في السلك مع تناقص مساحة المقطع العرضي تسمى مقاومته الكهربائية.
يواجه الإلكترون، الذي ينتقل عبر أسلاك وأحمال الدائرة الخارجية، مقاومة كهربائية، وتكون المقاومة عقبة أمام تدفق الشحنة.
ما هي المقاومة الكهربائية
المقاومة الكهربائية هي مقياس يقيس كمية الكهرباء أو تدفق التيار الكهربائي في السلك. تقيس المقاومة أيضًا مقدار ما يقلل الجهاز أو المادة من تدفق التيار الكهربائي خلاله. تقاس المقاومة الكهربائية بالأوم (أوم). تكون المقاومة الكهربائية أكبر عندما ينخفض تدفق الكهرباء مع زيادة سماكة السلك.
ما هي المتغيرات المؤثرة على المقاومة الكهربائية
غالبًا ما يُقارن تدفق الشحنة عبر الأسلاك بتدفق الماء عبر الأنابيب لأن مقاومة تدفق الشحنة الكهربائية في الدائرة تشبه الاحتكاك بين الماء وأسطح الأنابيب، والمقاومة التي تمارسها العوائق في الدائرة. مسارها وهو مقاومة تعوق تدفق الماء وتقلل من معدل التدفق، وسرعة الانجراف تشبه مقاومة تدفق الماء، وتعتمد المقاومة الكلية لتدفق الشحنة داخل سلك الدائرة على عدة متغيرات. هذه المتغيرات هي كما يلي
الطول الإجمالي للسلك الحامل للتيار
كلما زاد طول السلك، زادت المقاومة الموجودة، لأن المقاومة الكهربائية التي تواجهها الشحنة تتناسب طرديًا مع طول السلك الكهربائي الذي يجب أن تمر عليه، وبالتالي تنشأ المقاومة من الاصطدامات بين حاملات الشحنة و ذرات السلك، لذلك مع طول السلك، تزداد مقاومة التيار الكهربائي، لأنه في السلك الطويل يوجد المزيد من تصادمات الشحنات، وكلما زاد عدد الاصطدامات، أي المزيد من المقاومة.
مساحة المقطع العرضي لسلك يحمل تيارًا كهربائيًا
تتناسب مساحة المقطع العرضي للسلك عكسياً مع المقاومة الكهربائية، والسلك ذو القطر الصغير يتمتع بمقاومة عالية، وهذا بالمقارنة مع السلك ذي القطر الكبير الذي يتميز بمقاومة منخفضة (مقاومة التيار الكهربائي صغيرة)، والأسلاك العريضة لها صليب كبير – المنطقة المقطعية، لأن ساعة الأنبوب سوف تسمع التيار الكهربائي عبر الأنبوب بسرعة أعلى بسرعة أعلى من تدفقه عبر أنبوب ضيق، مما يقلل المقاومة الكهربائية في هذا السلك، وبالتالي، كلما كان المقطع العرضي أصغر مساحة السلك، يقل تدفق الإلكترونات داخل السلك الكهربائي، مما يزيد من الحمل على المقاومة الكهربائية، لذلك يزداد، بمعنى أكثر دقة، عندما تتدفق جميع المتغيرات الأخرى شحنة مماثلة بمعدل أكبر من خلال أسلاك أوسع مع مساحة مقطع عرضي أكبر من الأسلاك الرقيقة.
نوع السلك المعدني الذي يوصل الكهرباء
يؤثر نوع المعدن أيضًا على المقاومة الكهربائية، سلك الحديد لديه مقاومة أعلى من الأسلاك النحاسية، ومع ذلك، لا يزال سلك النيتشروم يتمتع بمقاومة أكبر، بشكل عام، تؤثر مقاومة تدفق الشحن على المادة التي يتكون منها السلك، وليس كل المواد هي نفسها من حيث قدرتها على إجراء بعض المواد تكون موصلات أفضل من غيرها وتوفر مقاومة أقل لتدفق الشحنات، بشكل عام الفضة هي موصل أفضل، ومع ذلك فهي لا تستخدم أبدًا في الأسلاك المنزلية بسبب تكلفتها. لذلك يتم استخدام النحاس والألمنيوم لأنهما من أقل المواد تكلفة مع الموصلية الكهربائية المناسبة للسماح باستخدامهما في الأسلاك. في الدوائر المنزلية، غالبًا ما يتم تحديد موصلية المادة من خلال مقاومتها. تعتمد مقاومة المادة على التركيب الإلكتروني للمادة ودرجة حرارتها، وبالنسبة لمعظم (وليس كل) المواد، تزداد المقاومة مع زيادة درجة الحرارة.
ما الذي يسبب المقاومة الكهربائية
يتدفق التيار الكهربي عندما تتحرك الإلكترونات عبر موصل، مثل السلك المعدني. يمكن أن تتصادم الإلكترونات المتحركة مع الأيونات الموجودة في المعدن. وهذا يجعل من الصعب على التيار أن يتدفق ويسبب المقاومة. مسار الإلكترونات التي تتحرك عبر سلك كهربائي هو مسار متعرج ناتج عن اصطدامات لا حصر لها. مع وجود ذرات ثابتة داخل مادة موصلة، تواجه الإلكترونات مقاومة مما يخلق عقبة أمام حركتها. في حين أن فرق الجهد الكهربائي الناتج بين المحطتين يشجع حركة الشحنة، فإن المقاومة تمنعها. تدفق الشحنة من طرف إلى آخر هو نتيجة العمل المشترك لهاتين الكميتين.
في الختام ،بهذا القدر من المعلومات، انتهينا من هذه المقالة التي تحدثنا فيها عن الخاصية التي تزداد في السلك عندما تقل مساحة المقطع العرضي، حيث عرفنا من خلاله المقاومة الكهربائية والمعلومات المرفقة حول أسباب المقاومة الكهربائية والمتغيرات التي تؤثر على المقاومة الكهربائية ، و نتمنى ان يكون قد نال اعجابكم.