مقاوم

مقاوم
مكون الكترونى

لنك عشوائى
تصانيف	شوف كمان
مصطلحات | مهن جهاز| جوايز كل الليستات	مقاوم

أنواع مختلفة من المقاومات بأشكال و أحجام متنوعة

المقاوم هو عنصر إلكترونى سلبى ثنائى الأطراف بيستخدم فى الدوائر الكهربائية لتوفير المقاومة الكهربائية . فى الدوائر دى ، بتستعمل المقاومات لتقليل تدفق التيار، وظبط مستويات الإشارة، وتقسيم الجهد ، وتحيز العناصر النشطة، و إنهاء خطوط النقل ، و غيرها من الاستخدامات. ممكن استخدام المقاومات عالية القدرة، اللى تُبدد شوية واط من الطاقة الكهربائية على شكل حرارة، كجزء من أنظمة التحكم فى المحركات، أو فى أنظمة توزيع الطاقة، أو كأحمال اختبار للمولدات . تتميز المقاومات الثابتة بتغير طفيف فى مقاومتها مع تغير درجة الحرارة أو الوقت أو جهد التشغيل. أما المقاومات المتغيرة، فيمكن استخدامها لظبط عناصر الدايرة ( زى التحكم فى مستوى الصوت أو مُخفِّت إضاءة المصباح)، أو كأجهزة استشعار للحرارة أو النور أو الرطوبة أو القوة أو النشاط الكيميائى.

المقاومات عناصر منتشرة فى الشبكات الكهربائية والدوائر الإلكترونية ، هيا منتشرة فى كل الأجهزة الإلكترونية . ممكن تصنيع المقاومات العملية كمكونات منفصلة من مركبات و أشكال متنوعة. كما بتستعمل المقاومات كمان فى الدوائر المتكاملة .

الوظيفة الكهربائية للمقاوم بتتحدد بمقاومته: بتتعمل المقاومات التجارية الشائعة ضمن نطاق يزيد عن تسعة مراتب حسب القيمة . القيمة الاسمية للمقاومة ضمن هامش التفاوت المسموح به فى التصنيع ، والموضح على المكون.

الرموز و التدوينات الإلكترونية

• 
  نمط ANSI : (أ) (ب) المقاوم الريوستات (المقاومة المتغيرة)، و (ج) مقياس الجهد
• 
  رمز المقاومة IEC

طريقة التعبير تختلف عن قيمة المقاومة فى مخطط الدايرة الكهربائية. واحد من الأساليب الشائعة هو رمز RKM حسب للمعيار IEC 60062. وبدل من استخدام فاصلة عشرية ، يستخدم ده الرمز حرف مرتبط بشكل مش مباشر ببادئات النظام الدولى للوحدات (SI) اللى بتشير لمقاومة القطعة. زى ، يشير الرمز 8K2، كرمز لتمييز القطعة، فى مخطط الدايرة أو فى قائمة المواد (BOM)، لقيمة مقاومة 8.2 أوم. كيلو أوم. تشير الأصفار الإضافية لدقة أعلى، زى 15 مليون أوم لثلاثة أرقام معنوية. لما ممكن التعبير عن القيمة دون الحاجة لبادئة (أي، المضاعف 1)، بيستخدم الحرف "R" بدل الفاصلة العشرية. زى ، 1R2 يشير ل1.2 Ω، و 18R تشير ل18 Ω.

نظرية التشغيل

يقارن التشبيه الهيدروليكى التيار الكهربائى المتدفق عبر الدوائر الكهربائية بتدفق الميه عبر الأنابيب. فلما يكون الأنبوب (شمال) مسدودًا بالشعر (يمين)، يتطلب الأمر ضغط اكبر لتحقيق نفس تدفق الماء. إن دفع التيار الكهربائى عبر مقاومة كبيرة يشبه دفع الميه عبر أنبوب مسدود بالشعر: علشان يتطلب ذلك قوة دفع اكبر ( جهدًا كهربائى ) لتحقيق نفس التدفق ( التيار الكهربائى ).

قانون أوم

المقاومة المثالية (المقاومة بدون مفاعلة ) تخضع لقانون أوم :

$$V=I\cdot R.$$

قانون أوم بيقول أن الجهد ( $V$ التيار المار عبر المقاومة يتناسب طردى مع التيار ( $I$ ) يمر عبرها، حيث ثابت التناسب هو المقاومة ( $R$ زى ، إذا تم توصيل مقاومة 300 أوم عبر أطراف بطارية 12 فولت، تيار مقداره 12 / 300 = 0.04 أمبير يمر عبر تلك المقاومة.

الأوم (رمزه: Ω ) هو وحدة قياس المقاومة الكهربائية فى النظام الدولى للوحدات، و اتسمت نسبةً لجورج سيمون أوم . الأوم الواحد يُعادل فولت واحد لكل أمبير . وعلشان المقاومات بتتحدد و بتتعمل ضمن نطاق واسع اوى من القيم، الوحدات المشتقة هيا الميلى أوم (1 mΩ = 10 ⁻³ Ω)، كيلو أوم (1 كيلو أوم = 10 ³ Ω)، وميغا أوم (1 MΩ = 10 ⁶ بتستعمل الرموز Ω كمان بشكل منتشر.: ص. 20 

المقاومات المتصلة على التوالى والتوازى

المقاومة الكلية للمقاومات الموصولة على التوالى هيا مجموع قيم مقاومتها الفردية.

$$R_{\mathrm {eq} }=\sum _{i=1}^{n}R_{i}=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}.$$

المقاومة الكلية للمقاومات الموصولة على التوازى هيا مقلوب مجموع مقلوبات المقاومات الفردية.: ص.20 و بعدها 

$$R_{\mathrm {eq} }=\left(\sum _{i=1}^{n}{\frac {1}{R_{i}}}\right)^{-1}=\left({1 \over R_{1}}+{1 \over R_{2}}+{1 \over R_{3}}+\dots +{1 \over R_{n}}\right)^{-1}$$

زى ، توصيل مقاومة 10 أوم على التوازى مع مقاومة 5 أوم و مقاومة 15 أوم بينتج عنه مقاومة مكافئة قيمتها 3 أوم بالتقريب . ممكن تقسيم شبكة المقاومات اللى تتكون من توصيلات متوازية ومتسلسلة لأجزاء أصغر، كل منها إما متوازية أو متسلسلة. بعض شبكات المقاومات المعقدة مش ممكن حلها بالطريقه دى،و ده يتطلب تحليل اكتر دقة للدايرة. فى العموم ، ممكن استخدام تحويل Y-Δ أو طرق المصفوفات لحل دى المشكلات.

تبديد الطاقة

ارتفاع درجة حرارة المقاوم الناتج عن التيار الكهربائى تم التقاطه بكاميرا حرارية

فى أى لحظة، يتم حساب القدرة P (بالواط) اللى يستهلكها مقاوم بمقاومة R (بالأوم) على النحو التالي: $$P=IV=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}$$ حيث V (فولت) هو فرق الجهد عبر المقاومة، و I (أمبير) هو التيار المار فيها : باستخدام قانون أوم ، ممكن اشتقاق الصيغتين الأخريين. تتحول دى الطاقة لحرارة لازم تبديدها بغلاف المقاومة قبل ما ترتفع درجة حرارتها بشكل مفرط. ص 22 

المقاومات بتتصنف حسب أقصى قدرة تبديد للطاقة. فى العاده بتتصنف المقاومات المنفصلة فى الأنظمة الإلكترونية ذات الحالة الصلبة على النحو التالي: فى العاده تستهلك دى الأجهزة أقل بكتير من واط واحد من الطاقة الكهربائية، ولا تتطلب سوى القليل من الاهتمام بتصنيف الطاقة الخاص بها.

مقاومة طاقة مغلفة بالألومنيوم مصممة لتبديد 50 واط عند تركيبها على مشتت حرارى

المقاومات عالية القدرة بتستعمل لتبديد كميات كبيرة من الطاقة، و فى العاده بتستعمل فى مصادر الطاقة، ودوائر تحويل الطاقة، ومضخمات الطاقة؛ ويُطلق المصطلح ده بشكل عام على المقاومات ذات القدرة المقدرة بـ 1 واط أو اكتر. تتميز دى المقاومات بحجمها الاكبر، و لا تستخدم القيم المفضلة، أو رموز الألوان، أو العبوات الخارجية الموضحة تحته.

إذا تجاوز متوسط الطاقة المستهلكة من المقاومة قدرتها المقدرة، فقد تتعرض للتلف،و ده يوصل لتغيير مقاومتها بشكل دائم؛ وده يختلف عن التغير المؤقت فى المقاومة الناتج عن معامل درجة حرارتها عند ارتفاع درجة حرارتها. قد يؤدى استهلاك الطاقة الزائد لرفع درجة حرارة المقاومة لدرجة كافية لحرق لوحة الدايرة أو المكونات المجاورة، أو لحد التسبب فى نشوب حريق. توجد مقاومات مقاومة للهب لا بتنتج لهب مهما كانت مدة التحميل الزائد.

المقاومات ممكن تتصنف بقدرة تبديد أعلى من اللى بتشتغل عليها فعلى فى الخدمة، و ده عشان يتم مراعاة ضعف تدفق الهوا، أو الارتفاعات العالية، أو درجات حرارة التشغيل المرتفعة.

كل المقاومات ليها حد أقصى للجهد، و الحد ده ممكن يقيّد تبديد الطاقة خصوص مع قيم المقاومة العالية.

زى ، من مقاومات نوع منتشر اوى من المقاومات ذات الأسلاك )، إحداها مدرجة بمقاومة 100 MΩ وجهد مقنن أقصى 750 خامساً: لحد مع وضع 750 حرف V عبر 100 لن يؤدى استخدام مقاومة MΩ بشكل مستمر إلا لتبديد طاقة أقل من 6 ملى واط، ده يخللى القيمة الاسمية تصنيف معنى له.

مقاومة الطاقة VZR 1.5 12 كيلو أوم W، اتصنعت سنة 1963 فى الاتحاد السوفيتى

خصايص غير مثالية

المقاومات العملية تتميز بمعامل شجع متسلسل وسعة صغيرة متوازية؛ وهذه المواصفات مهمة فى تطبيقات الترددات العالية. ورغم أن لحد المقاومة المثالية تحتوى بطبيعتها على ضوضاء جونسون ، لكن بعض المقاومات تتميز بخصايص ضوضاء أسوأ،و ده قد يشكل مشكلة لمضخمات الصوت منخفضة الضوضاء أو غيرها من الأجهزة الإلكترونية الحساسة . فى بعض التطبيقات الدقيقة، ممكن يكون معامل درجة حرارة المقاومة مصدر قلق كمان .

المحاثة اللى مش مرغوب فيها، و الضوضاء الزائدة، و معامل درجة الحرارة بيعتمدوا بشكل أساسى على التكنولوجيا المستخدمة فى تصنيع المقاومة. فى العاده الخصايص دى ما بتتحددش بشكل منفصل لكل مجموعة مقاومات معمولة بنفس التقنية.

كمان مجموعات المقاومات المنفصلة ممكن تتصنف حسب شكلها، يعنى حجم المكوّن و مكان الأطراف أو النهايات بتاعته. ده مهم اوى فى التصنيع العملى للدوائر الإلكترونية اللى ممكن تستخدم المقاومات دى.

المقاومات العملية كمان بيكون ليها قدرة قصوى لازم تكون أعلى من القدرة المتوقعة عليها فى الدايرة، و النقطة دى مهمة اوى خصوص فى إلكترونيات القدرة. المقاومات ذات القدرة الأعلى بتكون اكبر حجم، و ممكن تحتاج مشتتات حرارية .

فى دوائر الجهد العالي، لازم ساعات ناخد بالنا من أقصى جهد تشغيل مصنف للمقاومة. رغم إنه مافيش حد اقل لجهد التشغيل لمقاومة معينة، إلا إن تجاهل الحد الأقصى لقدرتها ممكن يوصل لاحتراقها لما يمر فيها تيار.

المقاومات الثابتة

عبوة مقاومة أحادية الخط (SIL) فيها 8 مقاومات فردية بقيمة 47 أوم. معروفه دى العبوة كمان باسم SIP-9. يتم توصيل واحد من طرفى كل مقاومة بدبوس منفصل، فى الوقت نفسه يتم توصيل الأطراف التانيه مع بعض بالدبوس المشترك (الدبوس 1)، و هو الطرف المحدد بالنقطة البيضاء.

ترتيبات الطرف

مقاومات محورية مزودة بأسلاك توصيل للتركيب عبر الثقوب

المكونات ذات الثقوب فى العاده فيها "أطراف" (تُنطق /liːdz/ و أطرافها بتخرج من جسمها “محورى”، يعنى على خط موازى لأطول محور فى المكوّن. فى الوقت نفسه مكونات تانية أطرافها بتخرج “شعاعى”. بعض المكونات التانية ممكن كمان تكون بتكنولوجيا التثبيت السطحى ( SMT )، و فى بعض الأحيان، ممكن يتم دمج واحدة من أطراف المقاومات عالية القدرة فى المشتت الحرارى .

تركيبة الكربون

مقاومات "عظمة الكلب" القديمة ذات علامات ترميز لونى "الجسم، الطرف، النقطة".

و المقاومات الكربونية المركبة بتتكون من عنصر مقاوم أسطوانى صلب، فيه أسلاك توصيل مدمجة أو أغطية معدنية طرفية متوصلة بيها الأسلاك دى. جسم المقاومة بيكون متغطّى بدهان أو بلاستيك.

فى أوائل القرن العشرين، المقاومات الكربونية المركبةكانت بتكون من غير عزل، و كانت أسلاك التوصيل بتتلف حوالين أطراف قضيب عنصر المقاومة و تتلحم. بعد التصنيع، كانت المقاومة بتتدهن بألوان عشان توضح قيمتها.

العنصر المقاوم نفسه بيتكوّن من خليط من مسحوق كربون ناعم مع مادة عازلة، فى الغالب خزفية، و الراتنج بيجمع الخليط ده مع بعض. قيمة المقاومة بتتحدد حسب نسبة المادة العازلة للكربون؛ فكل ما نسبة الكربون، اللى هو موصل كويس، تزيد، تقل المقاومة.

المقاومات الكربونية المركبة كانت منتشرة اوى لحد الستينات بالتقريب ، لكن دلوقتى بقت أقل استخدام لأن فيه أنواع أحدث بمواصفات أفضل، زى الدقة الأعلى و الاستقرار الاحسن و مقاومة الإجهاد.

و قيمة المقاومات دى ممكن تتغير لو اتعرضت لجهد زائد. كمان لو الرطوبة دخلت جواها، خصوص بعد تعرضها لفترة لبيئة رطبة، حرارة اللحام ممكن تسبب تغير دائم فى قيمة المقاومة.

و المقاومات الكربونية المركبة معروف إن ثباتها مع الوقت ضعيف نسبى، و عشان كده كانت المصانع بتصنفها فى العاده بتفاوت لا يقل عن 5% لحد فى احسن الأنواع.

لكن من مميزاتها إنها مش حثية، و ده بيديها أفضلية فى تطبيقات تقليل نبضات الجهد و الحماية من زيادة التيار. كمان المقاومات الكربونية عندها قدرة عالية نسبى على تحمل الأحمال الزائدة مقارنة بحجمها.

ثلاثة مقاومات من الكربون فى راديو صمام (أنبوب مفرغ) من ستينات القرن العشرين

المقاومات الكربونيةلسه متوفرة، لكن غاليه اوى نسبى. تتراوح قيمها من أجزاء من الأوم ل22 ميجا أوم. علشان ارتفاع سعرها، المقاومات دى لم تعتبر بتستعمل فى معظم التطبيقات. رغم ده ، لسه بتستعمل فى مصادر الطاقة و أجهزة التحكم فى اللحام. كما أنها مطلوبة علشان تعديل المعدات الإلكترونية القديمة اللى تعتبر أصالتها عامل مهم.

كومة الكربون

يتكون المقاوم الكربونى من مجموعة من أقراص الكربون المضغوطة بين لوحين معدنيين موصلين. ويؤدى ظبط ضغط التثبيت لتغيير المقاومة بين اللوحين. بتستعمل دى المقاومات عند الحاجة لحمل قابل للتعديل، زى ما هو الحال فى اختبار بطاريات العربيات أو أجهزة الإرسال اللاسلكية. ويمكن كمان استخدام المقاوم الكربونى للتحكم فى سرعة المحركات الصغيرة فى الأجهزة المنزلية (آلات الخياطة، الخلاطات اليدوية) بقدرات توصل لبضع مئات من الواط. كما ممكن دمج المقاوم الكربونى فى منظمات الجهد الأوتوماتيكية للمولدات، حيث يتحكم فى تيار المجال للحفاظ على جهد ثابت نسبى. ويُطبق ده المبدأ كمان فى الميكروفون الكربونى .

أنماط الفشل

و معدل فشل المقاومات فى الدوائر المصممة بشكل صحيح بيكون منخفض مقارنة بمكونات إلكترونية تانية زى أشباه الموصلات و المكثفات الإلكتروليتية. تلف المقاومات فى الغالب بيحصل بسبب ارتفاع حرارتها لما متوسط الطاقة اللى بتمر فيها يتجاوز قدرتها على تبديد الحرارة، و دى اللى بيحددها تصنيف القدرة الخاص بالمقاومة.

ده ممكن يكون سببه عطل خارجى فى الدايرة، لكنه فى أوقات كتير بيكون نتيجة فشل مكوّن تانى فى الدايرة المتوصلة بالمقاومة، زى ترانزستور حصل فيه قصر. تشغيل المقاومة قريب من الحد الأقصى لقدرتها ممكن يقلل عمرها الافتراضى أو يسبب تغير كبير فى قيمة مقاومتها.

عشان يتجنبوا المشكلة دي، التصميمات الآمنة فى الغالب بتستخدم مقاومات بقدرة أعلى من المطلوبة فعلى فى تطبيقات الطاقة.

المقاومات الرقيقة منخفضة القدرة ممكن تتلف بسبب تعرضها لفترات طويلة لجهد عالي، و لو كان أقل من الحد الأقصى للجهد المحدد و أقل من الحد الأقصى للطاقة المقننة.

ده بيحصل كتير فى مقاومات بدء التشغيل اللى بتغذى دايرة متكاملة خاصة بمزوّد طاقة بوضع مبدّل.

عند ارتفاع درجة حرارتها، قد تنخفض أو ترتفع مقاومة المقاومات ذات الأغشية الكربونية. قد تتعطل المقاومات ذات الأغشية الكربونية والمقاومات المركبة (دايرة مفتوحة) إذا عملت قرب أقصى قدرة تبديد لها. ده ممكن كمان ، ولكنه أقل احتمال، مع المقاومات ذات الأغشية المعدنية والمقاومات السلكية الملفوفة.

المقاومات ممكن تتعرض للتلف كمان بسبب الإجهاد الميكانيكى و العوامل البيئية الضارة، بما فيها الرطوبة. لو ما كانتش محمية كويس، المقاومات السلكية ممكن تتعرض للتآكل.

معروف إن المقاومات السطحية ممكن تتأثر بدخول الكبريت فى تركيبها الداخلى. الكبريت بيتفاعل كيميائى مع طبقة الفضة و بيكوّن كبريتيد الفضة اللى مشموصل للكهرباء، و ده بيخلى مقاومة المقاومة تزيد لحد اللى اتبقا شبه لا نهائية. عشان كده بيتم استخدام مقاومات مقاومة للكبريت و التآكل فى تطبيقات العربيات و الصناعة و الاستخدامات العسكرية. معيار ASTM B809 ببيستخدم كمعيار صناعى لاختبار مدى اتأثر القطع بالكبريت.

و ممكن بيظهر نمط فشل تانى مع المقاومات ذات القيم العالية (مئات الكيلو أوم أو أكتر). فالمقاومات ما بتتحددش بس بأقصى قدرة تبديد، لكن كمان بأقصى جهد مسموح. تجاوز الجهد ده ممكن يسبب تدهور تدريجى فى المقاومة و تقليل قيمتها. فى المقاومات ذات القيم العالية، ممكن يتم تجاوز حد الجهد قبل ما توصل القدرة لأقصاها. بما إن أقصى جهد للمقاومات الشائعة فى العاده بيكون بضع مئات من الفولتات، فالمشكلة دى فى الغالب بتظهرش إلا فى التطبيقات اللى بتستخدم جهد عالى.

المقاومات المتغيرة ممكن تتدهور بطريقة مختلفة، و فى الغالب بيكون السبب ضعف التلامس بين الممسحة و جسم المقاومة. ده ممكن يحصل بسبب الأوساخ أو التآكل، و فى العاده بيظهر على شكل “طقطقة” مع تذبذب فى مقاومة التلامس، و بيبان بشكل أوضح وقت ظبط الجهاز.

الطقطقة دى بتشبه اللى بتحصل فى المفاتيح لما يكون فيها تلامس ضعيف، و زى المفاتيح كمان، المقاومات المتغيرة عندها قدرة على التنظيف الذاتى بشكل جزئي، لأن تحريك الممسحة على سطح المقاومة ممكن يحسّن التلامس.

المقاومات اللى نادر ما بتتضبط، خصوص فى البيئات المتسخة أو القاسية، بتكون أكتر عرضة للمشكلة دى. لو التنظيف الذاتى مش كافي، ممكن يتحسن الأداء باستخدام بخاخ منظف التلامس (المعروف كمان باسم “منظف الموالف”).

صوت الطقطقة اللى بيظهر مع تدوير محور مقاومة متغيرة متسخة فى دايرة صوتية، زى دوائر التحكم فى الصوت، ممكن يزيد اوى لو فيه جهد مستمر غير مرغوب فيه، و ده فى الغالب بيشير لتلف مكثف عزل التيار المستمر فى الدايرة.

شوف كمان

• تصميم الدوائر
• حمولة وهمية
• المعاوقة الكهربائية
• المقاومات عالية القيمة (الإلكترونيات)
• مقاوم حديدى هيدروجيني
• تأثير المقاومة الكهرو إجهادية
• صوت ضرب النار
• الثرمستور
• أداة تشذيب (إلكترونيات)

لينكات برانيه

• مقاوم – صور وتسجيلات صوتيه و مرئيه على ويكيميديا كومونز
• مقاوم على موقع كيورا - Quora
• مقاوم معرف مخطط فريبيس للمعارف الحره
• مقاوم معرف المكتبه الوطنيه الفرنسيه (BnF)
• مقاوم معرف قاعده بيانات الضبط الوطنيه التشيكيه
• مقاوم معرف مايكروسوفت اكاديمك
• مقاوم معرف مكتبه الكونجرس (LCAuth)
• مقاوم معرف ملف استنادى متكامل

• حاسبة المقاومة المرمزة بالألوان - جامعة بنسلفانيا
• أنواع المقاومات – هل يهم ذلك؟ - أيكن أمبيرس
• الفرق بين أنواع المقاومات - الأجهزة التناظرية
• أساسيات المقاومات الخطية الثابتة - فيشاي
• المقاومات ذات ال 4 أطراف - كيف تعمل المقاومات فائقة الدقة - PSL
• دليل المبتدئين لمقاييس الجهد - ESP