المرجع الموثوق للقارئ العربي

الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي

كتابة : بتول منصور

الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي فمع زيادة مساحة المقطع العرضي سوف تزداد عدد الذرات التي تصطدم بها الإلكترونات بنفس النسبة، لذلك لا ينبغي أن تتغير المقاومة بشكل أساسي مع زيادة سماكة السلك، إذن لماذا يتناسب عكسياً مع مساحة المقطع العرضي؟ ولماذا تقل المقاومة الكهربائية مع مساحة المقطع العرضي؟، من هذا المبدأ سوف نجيبكم على كافة استفساراتكم في سطورنا التالية في موقع المرجع حول هذه الخاصية الفيزيائية عن الدوائر الكهربائية.

الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي

هذه الخاصية هي أحد خواص الفيزياء التي تتناول جانب الدارات الكهربائية، والتناسب العكسي ما بين مساحة المقطع العرضي من السلك والمقاومة الكهربائية، فيكون الجواب الصحيح هو:

  • الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي هي المقاومة الكهربائية.

فالإلكترون الذي ينتقل عبر الأسلاك وأحمال الدائرة الخارجية يواجه المقاومة الكهربائية، والمقاومة هي عائق لتدفق الشحنة.

شاهد أيضاً: اي مما يلي يعد مقاومة في الدائرة الكهربائية

ما هي المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية هو مقياس يقيس كمية الكهرباء أو تدفق التيار الكهربائي في سلك، كما تقيس المقاومة كيف يقلل الجهاز أو المادة من تدفق التيار الكهربائي خلالها تقاس المقاومة الكهربائية بواحدة الأوم (Ω)، بشكل عام تتناسب المقاومة مع السلك الكهربائي عكساً فكلما كان سلك الكهرباء أرق تكون المقاومة الكهربائية أكبر عندما وبالتالي ينخفض ​​تدفق الكهرباء كلما كان السلك أسمك، بمعنى أدق المقاومة الكهربائية عبارة عن مقياس للمقاومة التي تقيس تقدمه الدائرة لتدفق التيار الكهربائي فيها.

المتغيرات التي تؤثر على المقاومة الكهربائية

غالبًا ما تتم مقارنة تدفق الشحنة عبر الأسلاك بتدفق المياه عبر الأنابيب، لأن مقاومة تدفق الشحنة الكهربائية في الدائرة تماثل من حيث التأثير الاحتكاك بين الماء وأسطح الأنابيب فضلاً عن ذلك المقاومة التي توفرها العوائق الموجودة في مسارها، وهي المقاومة التي تعيق تدفق المياه وتقلل من معدل التدفق وسرعة الانجراف مثل مقاومة تدفق الماء، فالمقدار الإجمالي لمقاومة تدفق الشحن داخل سلك الدائرة الكهربائية يتأثر ببعض المتغيرات، وهذه المتغيرات هي ما يلي:

الطول الإجمالي للسلك الناقل للتيار الكهربائي

فكلما زاد طول السلك زادت المقاومة الموجودة، حيث تتناسب المقاومة الكهربائية التي تواجهها الشحنة طرداً مع طول السلك الكهربائي الذي يجب أن تجتازه، فتحدث المقاومة نتيجة تصادم بين حاملات الشحنة وذرات السلك، فمع طول السلك ستزداد مقاومة التيار الكهربائي لأن الاصطدامات في الشحنات تكون في السلك الطويل أكثر، فكلما زادت الاصدامات أي أن هناك المزيد من المقاومة.

مساحة المقطجع العرضي للسلك الناقل للتيار الكهربائي

تتناسب مساحة المقطع العرضي للسلك مع المقاومة الكهربائية عكساً، فالسلك ذو القطر الصغير يتمتع بمقاومة عالية، وهذا مقارنةً بالسلك ذو القطر الكبير الذي يمتلك مقاومة منخفضة (ليس هناك مقاومة كبيرة للتيارات الكهربائية)، تحتوي الأسلاك العريضة على مساحة مقطع عرضي أكبر، لأن وساعة الأنبوب ستسمع للتيار الكهربائي عبر أنبوب بشكل أوسع بمعدل أعلى من تدفقه عبر أنبوب ضيق، مما يقلل من المقاومة الكهربائية في هذا السلك،  وبالتالي كلما قلت المساحة العرضية للسلك  سيقل تدفق الإلكترونات داخل السلك الكهربائي مما يزيد العبء على المقاومة الكهربائية فتزداد، بمعنى أدق عندما تكون جميع المتغيرات الأخرى متشابهة ستتدفق الشحنة بمعدلات أعلى عبر أسلاك أوسع مع مناطق مقطع عرضي أكبر من الأسلاك الرقيقة.

نوع معدن السلك الناقل للتيار الكهربائي

نوع المعدن يحدث فرقًا في المقاومة الكهربائية أيضًا، فالسلك الحديدي لديه مقاومة أعلى من  الأسلاك النحاسية، مع ذلك لا يزال سلك نيتشروم يتمتع بمقاومة أكبر، بشكل عام تؤثر مقاومة تدفق الشحنات على المادة التي يتكون منها السلك، فليست كل المواد متشابهة من حيث قدرتها على التوصيل، تعتبر بعض المواد موصلات أفضل من غيرها وتوفر مقاومة أقل لتدفق الشحنات، بشكل عام تعد مادة الفضة أفضل الموصلات مع ذلك لا تستخدم أبدًا في أسلاك الدوائر المنزلية نظرًا لتكلفتها، لذلك يستخدم النحاس والألمنيوم يعتبران من أقل المواد تكلفة مع قدرة توصيل مناسبة للسماح باستخدامهما في أسلاك الدوائر المنزلية، غالبًا ما يشار إلى القدرة على التوصيل للمادة من خلال مقاومتها، تعتمد مقاومة المادة على التركيب الإلكتروني للمادة ودرجة حرارتها، بالنسبة لمعظم (وليس كل) المواد تزداد المقاومة مع زيادة درجة الحرارة.

شاهد أيضاً: من أمثلة الاشعاع الكهرومغناطيسي الميكرويف الذي يستخدم في طهو الطعام

ما الذي يسبب المقاومة الكهربائية

يتدفق التيار الكهربائي عندما تتحرك الإلكترونات عبر موصل مثل الأسلاك المعدنية، يمكن أن تتصادم الإلكترونات المتحركة مع الأيونات الموجودة في المعدن، فهذا يجعل الأمر أكثر صعوبة لتدفق التيار  ويسبب المقاومة، إن مسار الإلكترونات التي تسير ضمن سلك كهربائي هو مسار متعرج ينتج عن تصادمات لا حصر لها مع ذرات ثابتة داخل المادة الموصلة، تواجه الإلكترونات مقاومة والتي تشكل عائق يحيل أمام حركتها، في حين أن فرق الجهد الكهربائي الذي تم إنشاؤه بين المطرافين يشجع على حركة الشحنة فإن المقاومة هي التي تثبطها، فمعدل تدفق الشحنة من محطة إلى أخرى هو نتيجة للتأثير المشترك لهاتين الكميتين.

بهذا القدر من المعلومات نكون قد أنهينا هذا المقال الذي تحدثنا فيه عن الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحة مقطعه العرضي حيث عرفنا من خلاله المقاومة الكهربائية وأرفقنا معلومات ما الذي يسبب المقاومة الكهربائية والمتغيرات التي تؤثر على المقاومة الكهربائية.

المراجع

  1. physicsclassroom.com , Resistance , 15/09/2021

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *