المقاومة الكهربائية وقانون أوم

المقاومة الكهربائيّة هي مصطلح فيزيائي يعبّر عن مقاومة المواد لسريان التيّار الكهربائي خلالها، وهي خاصيّة تمتاز بها جميع المواد، ولكن باختلاف الدّرجات فمثلاً الفلّزات تسمّى مواد موصلة للتيّار الكهربائي، ومع ذلك فهي تقوم بإعاقة حركة الإلكترونات إلى حدّ ما، ولكنّ بنسبة بسيطة، أمّا المواد غير الموصلة فهي تعيق حركة الإلكترونات بشكل كبير، حتّى أنّها توقف مرورها.

يمكن حساب مقاومة مادّة ما من خلال إحداث فرق جهد بين طرفيها، ثمّ قياس شدّة التيّار المار فيها، وباستخدام هاتين الكميّتين يمكن التّوصل لمقدار المقاومة، عن طريق حسابها بالاعتماد على قانون أوم، والذي ينصّ على أنّ فرق الجهد بين طرفيّ موصل يتناسب طرديّاً مع شدّة التيّار الذي ينشأ عن هذا الفرق، وهي نسبة ثابتة، وتعرف بمقاومة هذا الموصل، ويمكن التّعبير عن هذه العلاقة بعدّة طرق ووسائل وهي:

حيث إنّ:

• V: رمز لفرق الجهد بين طرفيّ الموصل، ويعبّر عنه بوحدة الفولت (V).
• I: رمز شدّة التيّار المار في الموصل، ويعبّر عنه بوحدة الأمبير (A).
• R: مقاومة الموصل، وهي قيمة ثابتة، وتقاس بوحدة الأوم نسبة إلى العالم الفيزيائي جورج أوم، ويرمز لها بالرّمز(?).

باعتبار الالكترونات هي حاملات الشّحنة كما يوضح نموذج درود، يمكن توضيح قانون أوم من خلال اعتبار الإلكترونات كرات تتصادم مع أيونات المادّة، ممّا يتسبّب بحركة للإلكترونات بسرعة عاليّة، وبالنّظر إليها كحركة كليّة وجماعيّة، تسير هذه الإلكترونات بعكس المجال الكهربائي (E)، ويعرف هذا التّفسير بنظريّات ميكانيكا الكم.

يوجد أنواع عدّة من المقاومات المستخدمة في الدوائر الإلكترونيّة، ومنها المقاومة الكبرونيّة، والتي تصنع من الكربون والسيراميك، وهي واسعة الاستخدام، وتتواجد بقيم مختلفة، أو مقاومة سلكيّة. ويتم تحديد المقاومة المناسبة في الدّائرة عن طريق قيمتها بالأوم، وقدرتها بالوات، وذلك من أجل التّحكم بـ:

• التيّار المّار في الدائرة، عن طريق ربطها على التوالي مع مصدر التيّار، وتكون العلاقة بينهما عكسيّة، فكلّما زادت المقاومة قلّ التيّار.
• الجهد، عن طريق ربطها على التّوازي مع مصدر الجهد، وتكون هذه المقاومة متغيّرة.

هناك عامليّن هاميّن يؤثّران على قيمة المقاومة وهما:

• المادّة المصنّع منها المقاوم، فطبيعة المواد تختلف، وبالتّالي فإنّ مقاومتها تختلف.
• الحرارة، تقلّ مقاومة الموصل بانخفاض درجة الحرارة، والعكس صحيح، وهناك علاقة تربط بين كلّ مادّة مع مقدار التغيّر في درجة الحرارة وتسمّى بالمعامل الحراري.