الأكسدة و الإرجاع ( درس و أمثلة و تطبيقات مباشرة )

أساسيات الأساسيات فى الإلكترونيات
مهندس / محمدالحريرى
مهندس / أحمد سلوان رواس




هل تريد أن تفهمالإلكترونيات و تبنى مشاريعك الخاصه و ربما تخترع أشياء جديده فى المستقبل ؟ لكىتكون . يجب أن تفهم بعض الأساسيات أولا.

ما هى الكهرباء ؟

لكى تعرفإجابه هذا السؤال . يجب أيضا أن تعرف بعض الأشياء و منها بناء الذره.
فالموضوعهنا أن الذره لها كتله و الكتله هى التى تجعل الذره تشغل جزء من الفراغ حتى لو كانبسيطا و هذه الكتله من الممكن أن تكون فى عدة صور أو حالات :
الحالهالصلبه
الحاله السائله
الحاله الغازيه
حاله البلازما


و الذرهتتحرك تحت تأثير نوعين من الطاقه
طاقة الوضع POTENTIAL ENERGY
و طاقه الحركه KINETIC ENERGY
فالذره الكامله تشبه النظام الشمسى .لها مركز كالشمس (النواه -وتتكون من بروتونات و نيترونات) و الكواكب تدور حولها ( الإلكترونات ).
و توجدمدارات حول النواه تدور فيها الإلكترونات . وكل مدار له عدد معين من الإلكتروناتالمسموح لها بالتواجد فيه
فالمدار الأول القريب من النواه مسموح فيه ب 2ألكترون و المدار الثانى 8 و الثالث 8 و الرابع 18 . إلخ.
فإذا ملىء أحدالمدارات بدأ فى إستعمال المدار التالى . حتى يمتلىء المدار الأخير فتعتبر الذرهخامله . و من أمثلة الذرات الخاملة ( الهيليوم و النيون والأرجون ).

المزجبن ذرتين أو أكثر يكون ما يعرف بالجزىء . مثل ملح الطعام ( NaCl ) و هو مركب من مزجكميائى بين ذرات الصوديوم ( Na ) و الكلور ( Cl )

كيف تنتج الكهرباء ؟

البروتونات توجد فى النواة و الإلكترونات تدور حول النواه فى مداراتهاالخارجيه متأثرة بقوى الجذب من النواه( الناتجه من التجاذب بين الإلكترونات السالبةالشحنه و البروتونات الموجبة الشحنه) و قوى الطرد ( الناتجه عن دورانها السريع حولالنواة).
وهنا يجب أن تتساوى القوتان حتى تتزن الذره .
ولكن فى وجود قوى شدخارجيه ( ذرات أخرى أو جهود موجبه ) فإن الإلكترونات تترك النواه وتسير مكونةالكهرباء.

الشحنة الكهربيه

فى أيام الصيف الجافه عندما تمشط شعركفإن شحنه ذرات شعرك وشحنة ذرات المشط سيتغيران فقد فقد شعرك بعض من الإلكترونات (فأصبحت ذرات شعرك أكثر إيجابيه ) و أعطاها لذرات المشط الذى أصبحت شحنته أكثرسالبية . و إذا أطفأت النور فى الحجره فإنك ربما ترى بعض من الشرارات التى تنتقل منالمشط إلى شعرك و هذا ما يسمى بالكهرباء الإستاتيكيه .
ولكن لماذا تنتقل منالمشط للشعر وليس العكس ؟
ذلك لأن النظام يبحث عن الإتزان . و ذلك يشبه فتحكلباب الثلاجه فى أحد الأيام الحاره وبعد بعض من الوقت ستصبح درجةالحراره بداخلالثلاجه مساويه لدرجة الحراره خارجها و هنا حدث الإتزان ( ولكن لا تنسى قطع الطاقهعن الثلاجه قبل إجراء التجربه ) .
فالذره أو الجسم المشحون يوجد به زياده فىالإلكترونات أو الشحنه و يسعى لتفريغها و إعطائها إلى جسم أخر تنقصه الشحنه .

بعض الناس يظنون أن الجسم المشحون هو جسم يحمل شحنه موجبه و هذا خطأ . فالذره عندما تكون فى حاجه إلى الإلكترونات فإنها بذلك تكون مشحونه بشحنه موجبه أماإذا كان بها زياده فى الإلكترونيات تكون بذلك مشحونه بشحنه سالبه .

وبما أنهذه الشحنات التى نتكلم عنها صغيره جدا جدا فإنه يجب إيجاد وحدات لها كبيره نسبياحتى يمكن التعامل معها . وهذا ما فعله العالم كولوم (1736-1806 Charles Augustin Coulomb ) فلقد جعل الكولوم وحده تعبر عن شحنة الإلكترون .
1 كولوم = 6.24بليون بليون وحدة شحنه. و إما أن يكون بالموجب أو بالسلب .

قانون كولومللقوى الكهروستاتيكيه :

قوة الجذب أو التنافر (F)بين جسمين مشحونين يتناسبطرديا مع حاصل ضرب شحناتهما (Q) و يتناسب عكسيا مع الجذر التربيعى للمسافهبينهما.

قانون نيوتن للطاقه :

الطاقه لا تفنى ولا تستحدث من العدم . ولكنها تتحول من صوره إلى أخرى

فمثلا : فى البطاريه يتم تحويل الطاقهالكميائيه إلى طاقه كهربيه عند توصيلها فى الدائره و المحول الكهربى يحول الطاقهالميكانيكيه إلى طاقه كهربيه.

كيف تنفذ البطاريات ؟

لنفرض أن لديكإنائين بهما ماء .أحدهما مملوء و الأخر نصف مملوء و أنك أحضرت ماسوره بلاستيكيهصغيره لتصل بين الإنائين . ستلاحظ أن الماء سيمر من الإناء المملوء إلى الإناءالنصف مملوء خلال الماسوره (وهذا هو التيار الكهربى) و سيستمر ذلك حتى يتعادل الضغطعلى طرفى الأنبوب ( فرق الضغط = 0)و هو مايعادل فرق الجهد فى البطاريه وعندما يحدثالإتزان فإن البطاريه قد ماتت .
و الوحده المستخدمه لقياس هذا الفرق فى الجهد هوالفولت ( وهو فرق الجهد الازم لتحريك شحنه مقدارها واحد كولوم لتبذل شغل مقدارهواحد جول (JOULE))
V = W/Q


القدره الكهربيه( P ) :

الطاقه هىالقدره على بذل جهد و القدره هى المعدل الذى يبذل به هذا الجهد
P = W/t
حيث t هى الزمن
والقدره تقاس بالواط (Watt ) و هو الوحده الأساسيه . و يقاس أيضابالحصان (1 حصان = 746 وات )




--------------------------------------------------------------------------------

التياروالجهد الكهربى :

لكى نفهم الجهد الكهربى أكثر يمكننا أن نتخيل كوب زجاجىمملوء بالماء (وهنا يوجد الجهد كما فى البطارية ) وعندما نوصل هذا الكوب بأنبوبوندع الماء يتدفق خلال الأنبوب فإننا صنعنا تيارا (يماثل التيار الكهربى فى الأسلاك ) وكلما زاد معدل تدفق المياه فى الأنبوب فى الثانية الواحدة كلما زادت شدة التيار) وعندما يفرغ الكوب من محتواه من الماء تكون بطاريتنا نفذت .

لاحظ أنالبطارية إذا كانت 10 فولت مثلا وهى جديدة (كوب الماء مملوء) فإن هذا هو أقصى جهديمكن أن تعطيه ولكن يمكننا أن نزيد من التيار أو نقلله بواسطة تغيير حالة الصنبورمن (مفتوح) إلى (مغلق).
ولكن تذكر أن هذا التيار يتناسب مع الجهد فكلما زادالجهد (كمية الماءالموجودة فى الكوب ) كلما زاد التيار (معدل تدفق الماء فىالأنبوب).

وهكذا تعمل بطاريات التيار المستمر DC . أما فى حالة التيارالمترددAC الذى نستخدمه فى منازلنا لتشغيل التليفزيون والغسالة وغيرهما فالأمريختلف حيث لا ينضب مصدر الجهد الكهربى ويظل ثابتا حيث أنه لا يأتى من بطارية (كوبمياه ) ولكن من شركة توليد الكهرباء حيث توجد دائما كمية كافية من المياه تسمح لكبسحب المزيد والمزيد من التيار. (طبعا هذا مثال مثالى لا يتحقق حقيقيا ولكن عليك أنتضع هذه الفكرة فى رأسك)

وعندما يمر التيار (المائى) فى الأنبوب فإن هذاالأنبوب يحاول منع الماء من التدفق فيه عن طريق الإحتكاك مع السطح الداخلى أو عنطريق عدم وجود فراغ كافى داخل الأنبوب حتى يمر المزيد من الماء (كاما قل هذا الفراغكلما زاد الضغط بداخل الأنبوب)

وطبعا يلزم لمرور التيار الكهربى أسلاك لكىيعبر من خلالها إلى المكونات المختلفة للدائرة (بالمناسبة فإن هذه المكونات تشبهالصمامات والمضخات فى أنبوب المياه السابق) حيث تقوم هذه العناصر بما فيها الأسلاكبممانعة التيار ومقاومته كل تبعا لتركيبه.

ولذلك دعونا نرى ما هى الأقسامالأساسية التى صنف علم الكهرباء بها المواد :

الموصلات CONDUCTORS والعوازل INSULATORS

1- الموصلات :
وهى المواد تمرر التيار الكهربى خلالها بسهولةحيث لا يجد منها سوى مقاومة بسيطة جدا لسريانه .

2- العوازل :
وهى الموادالتى يقابل فيها التيار الكهربى بمقاومة شديدة يبذل فيها طاقة كبيرة جدا فى محاولتهللمرور خلالها ولكن هيهات.

والأسلاك الكهربية التى نستخدمها تصنع من هاذينالنوعين من المواد حيث يكون السلك الداخلى من مادة موصلة مغطاً بغلاف من مادة عازلةوذلك لعدة أسباب من أهمها حماية جسدك من صدمة كهربية عندما تلمس تلك الأسلاك . والسبب الأخر هو عزل الأسلاك عن بعضها حتى لا يحدث قصربينها وهذا القصر ممكن أنيؤدى إلى إنصهارها وإحداث حرائق وانفجارات وخسائر فى الأرواح.

من الموصلاتالجيدة (الذهب و النحاس والفضة ) أما من العوازل الجيدة (البيلاستيك والزجاجوالهواء )

توجدبعض المواد لا تنستطيع أن نقول عنها أنها موصلة كما لا نستطيعأن نقول أنها عازلة وهذه المواد أطلق عليها أسم أشباه الموصلات semi-conductors وهىمثل (الكربون والسيلكون والجرمانيوم )
وهذه الأشباه موصلات مهمة جدا فى مجالالإلكترونيات حيث تصنع منها كثير من المكونات الإلكترونية من المقاومات إلىالترانزستورات إلى الدوائر المتكاملة IC والتى هى أساس البناء فى مكونات حاسبكالشخصى .

يوجد نوع أخر يمكن لبعض المواد أن تصنف خلاله وهو الموصلات الفائقة Superconductivity حيث يمر التيار الكهربى فى هذه المواد دون أى مقاومة . ولكن هذهالمواد لا يمكنها أن تعمل بتلك الخاصية عند درجة حرارة الغرفة العادية ولهذا السببمازال البحث فيها جاريا داخل المعامل .لذلك لا تشغل بالك بهاالأن.




--------------------------------------------------------------------------------

المقاومة :





المواد المختلفة تختلف فى قدرتها على توصيل التيارالكهربى ويمكن تشبيه المقاومة بالإحتكاك فى الميكانيكا .

والمقاومة يرمز لهاعادة بالرمز R وتقاس بالأوم OHMS ورمزها بالاتينية هو أوميجا (يشبه حدوة الحصان) أما عن طريقة رسمها فى مخططات الدوائر فى ترسم كخط منكسر عدة كسرات



والمقاومة التى مقاومتها أوم واحد يمكن أن تسمح لتيار مقداره 1أمبير للمرور خلالها عندما يكون الجهد عليها مساويا واحد فولت .

والموادالتى لها مقاومة كبيرة يلزمها طاقة كبيرة لإثارة الإلكترونات بها حتى توصل التيارالكهربى وهذه الطاقة تظهر فى صورة حرارة ولهذا تجد داخل أجهزة الحاسبات مبردات heatsinks لتبريد هذه المكونات وذلك لزيادة عمرها الإفتراضى.

و على المقاومةيعتمد عمل الكثير من الأجهزة الموجودة فى حياتنا اليومية مثل السخان الكهربى الذىنسخن به الماء فى المنازل .

ويمكننا ملاحظة قيمة المقاومة المكتوبة علىالسماعات speakers والتى تحدد كم من الأومات على السماعة أنتقاوم قبل أن تفسد (تكافىء المقاومة القصوى الذى يمكن أن يتحملها الأنبوب الذى يمر فيه الماء قبل أنينفجر)

والمقاومة لموصل تحدد بأربع عوامل :
1- مقاومة مادة الموصل
2- حجم الموصل
3- طول الموصل
4- درجة حرارة الموصل

ويمكن الربط بينهمبالقانون
R=pL/A

حيث R هى المقاومة بالأوم
و L هو طول الموصلبالمتر
و A هو المساحة المقطعية لهذا الموصل بالمتر مربع
و p هى المقاومةالنوعية resistivity للموصل والتى تعتمد على تركيب الموصل ودرجة الحرارة وحجمالموصل.

لاحظ أنه كلما قلت المساحة المقطعية للسلك كلما زادت مقاومته أى أنالأسلاك الرفيعة أكثر إعاقة للتيار من الأسلاك السميكة.

يذكرنى هذا الموضوعبصديق لى معرفته بالإلكهرباء جدا عندما توقفت مروحة التبريد فى سيارته عن العملوعندما جرب المروحة منفردة وجدها تعمل وعندما جرب الثيرموستات وجده بحالة جيدةوحينما قاس المنصهر Fuse وجده سليما .ولكن المروحة لا تعمل عندما يسخن المحرك . ففكر . وقرر أن ينزع السلك الواصل بالثيرموستات وأن يضع بدله مفتاح عادى ليتحكم فىتشغيل المروحة يدويا عندما يحس بأن المحرك زادت حرارته . فذهب واشترى سلكا غيرمناسب ومفتاحا غير مناسب ووصلهم بالبطارية وبالمروحة . وكان من الواضح أن كل شيىءسليما ... ولكن ماذا حدث بعد ذلك ؟ عندما سخن المحرك أدار صديقى المروحة يدويافعملت بشكل جيد لفترة وجيزة قبل أن تبدأ حرارة المفتاح والسلك فى الإرتفاع سريعا .. فلماذا حدث ذلك ؟؟؟

لم يكن هذا السلك مصمما ليحمل هذا التيار العالى لبطاريةالسيارة .. ولكن عندما حاول التيار المرور عنوة إحتاج لمزيد من الطاقة التى أهدرتفى صورة حرارة . ولو لم يطفىء صديقى المروحة فورا لكان السلك شبيها بالأنبوبالبلاستيكى الذى لم يتحمل ضغط الماء بداخله فانفجر. وربما كانت النتيجة حريقا ثمإنفجارا ثم ..

ومن هذه القصة نستنتج أن الكهرباء إما أن تكون صديقا أو عدواوذلك ما يدفعك لتعلم هذه الأساسيات حتى أليس كذلك ؟؟

من القانون R=pL/A نلاحظ ايضا أن مقاومة السلك تزيد مع زيادة طوله كذلك تزيد المقاومة مع زيادة درجةحرارة السلك.

ولكن لماذا لا يوصل السلك التيار بصورة أفضل عند إرتفاع درجةحرارته ؟

عند إرتفاع درجة حرارة الموصل يتحرر الكثير من الإلكترونات وتصبححرة ولكنها لا تسير فى إتجاه التيار بقدر ما تصطدم ببعضها البعض مما يعيق سريانالتيار الإلكترونى ولا يقويه .




--------------------------------------------------------------------------------

وكماللأسلاك مقاومة فإن لكل عنصر كهربائي مقاومة كهربائية خاصة به
و قد تكون هذهالعناصر الكهربائية مصنعة بتلك المقاومة عن سبيل القصد .. و أعطي أمثلة على ذلك :


1- مقاومة سلك السخانة الكهربائية .. حيث أنه تم اختيار مادة السلكذات مقاومة عالية لتسخن عند مرور التيار الكهربائي بها
و الغرض الوحيد منالمقاومة هنا تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية .
و لما كانت الحرارة هيالقصد هنا .. فيجب أن تكون المادة الناقلة ذات تحمل جيد لدرجات الحرارة العالية ومقاومة التأكسد الذي ستتعرض له مع ارتفاع درجة الحرارة في الهواء و بالتالي تقصيرعمر الناقل .. فتستخدم مادة التنغستين هنا مثلاً لما تتميز به من تحمل للحرارة .


2- عناصر المقاومة الالكترونية – التي نجدها في الأجهزة الالكترونية ..
هنا تصنع هذه العناصر بهذه الصفات المقاومة عن سبيل القصد – و ليس كحالةمقاومة أسلاك التوصيل المفروضة علينا شئنا أم أبينا ..-
تستخدم هذه المقاومات منأجل تحديد قيمة التيار و بالتالي الجهد الكهربائي في كل نقطة من نقاط الدارةالالكترونية
بحيث يتم تأمين ظروف العمل الصحيحة لهذا العنصر الالكتروني أو ذاك .
إذاً الهدف هنا ليس هو نشر الحرارة على الاطلاق و هذا الأمر يجب الانتباهإليه
و عموماً فإن معظم المقاومات المستخدمة في الدارات الالكترونية تكون ذاتقيم كبيرة لأن جهد التغذية يكون صغير -غالباً …
مثلاً جهد 5 أو 12 فولت أو 24فولت ..
كما أن الاستطاعة الكهربائية الكلية للجهاز الالكتروني عادة ما تكونصغيرة فمثلاً جهاز التلفزيون أو الكومبيوتر استطاعته أقل من 100 واط .. بينمااستطاعة بعض أجهزة الراديو أقل من واط واحد ..
بينما استطاعة السخان الكهربائيقد تصل إلى 2200 واط ..
و تكون أشكال و أحجام المقاومات الكهربائية في الأجهزةالالكترونية متناسبة مع الوظيفة
فهناك مقاومات مختلفة لها نفس القيمة الأومية .. لكنها تختلف بالحجم كثيراً .. بحسب التيارات المفروضة عليها ..


إذاً : المقاومة الالكترونية لها عدة بارامترات أساسية


1- قيمة المقاومةالكهربائية مقدرة بالأوم : هناك قيم محددة ضمن مقياس عالمي تم اعتمادها متوفرةعملياً . أما إن لزم قيماً مخالفة لتلك فيجب تركيبها من القيم المتوفرة عن طريقالربط التسلسلي و التفرعي و المختلط لتلك المقاومات – و قد جاء تفصيل لذلك الأمر فيدروس لأستاذي محمد زكي يمكن مراجعتها لمن يرغب .


2- الاستطاعة مقدرةبالواط : و هي الاستطاعة العظمى التي يمكن لجسم المقاومة تبديده دون أن تتعرض للتلف .
و هذه الاستطاعة تتحدد من نوع التعليب و الغلاف المستخدم . أيضاً هناك عدد منالأغلفة المعيارية المستخدمة
فهناك 1/8 واط 1/6 واط 1/ 4 واط 1/ 2 واط … و هيتعرف من حجمها .. كما أن هناك بعض الأغلفة الخاصة للاستطاعات الأكبر ..


3-الدقة و سماحية التفاوت : معظم المقاومات تصنع بقيم تتراوح حولقيمتها المعيارية الأسمية بمقدار 5/100 و يمكن تمييز ذلك من خلال الخطوط المرسومةعلى المقاومة حيث يستخدم الشريط الرابع باللون الذهبي للدلالة على ذلك ..
و لكنهناك بعض التطبيقات مثل أجهزة القياس يتوجب معها أن تكون المقاومات ذات دقة عاليةلأن التفاوت في هذه القيم يؤثر على دقة القياس .. و كتطبيق آخر المقاومات المستخدمةفي بعض الدارات المهتزة (مولدات الاهتزاز) قد يكون الخطأ فيها يؤدي إلى اختلالالعمل في الجهاز ..

هناك حديثاً شكل جديد للعناصر الالكترونية التي قدنراها في الأجهزة الدقيقة و الحديثة مثل دارات الكومبوتر و الريسيفرات الرقمية والآلات الحاسبة .. و هي مقاومات مصنعة وفق تقنية اللصق السطحي smd و هي عناصر صغيرةيتم توضيعها على البورد من طرف واحد فقط حيث يتم لحامها بواسطة الهواء الحار معقصدير من نوع خاص على شكل الكريم (هلام)

سؤال : كيف لي أن أعرف أي المقاوماتأختار من حيث الاستطاعة ؟؟

أنظر إلى مخطط الدارة الالكترونية .. فألاحظ قيمةالجهد بين طرفي المقاومة و قيمة المقاومة المستخدمة
مثلاً تربط مقاومة قيمتها 1كيلو أوم بين جهد التغذية 12 فولت و مجمع ترانزستور .. حيث أن باعث الترانزستورموصول إلى الأرضي المشترك للدارة (الجهد السالب) .. أقول عند ذلك قد تتعرض المقاومةإلى فرق جهد مقداره 12 فولت كحد أقصى و لما كانت قيمة المقاومة ا كيلو أوم . فإنالتيار الذي سيسري بحسب قانون أوم :
التيار = فرق الجهد / قيمة المقاومة
التيار = 12/ 1000= 0.012 أمبير أو 12 ميلي أمبير
و حسب قانون الاستطاعةالكهربائية
الاستطاعة = الجهد * التيار
الاستطاعة = 12فولت * 12ميلي أمبير = 144 ميلي واط
و هكذا يجب انتقاء أي مقاومة ذات استطاعة تتحمل تبديد هذهالاستطاعة على الأقل .. و الخيارات واسعة
و لا ضرورة لاستخدام مقاومة تتحمل 1000 ميلي واط = ا واط مثلاً لعدة أسباب
كبر الحجم – زيادة الكلفة
ربماتكون المقاومة رخيصة جداً .. و لكن تخيل أن معملاً ينتج 500 تلفزيون يومياً مثلاً .. و كل تلفزيون يحتوي 100 مقاومة صغيرة .. هنا سيكون لموضوع الكلفة أهمية .. كماأن الاتجاه العام نحو تصغير حجم الأجهزة الالكترونية مع رفع التقنية المستخدمة .




--------------------------------------------------------------------------------

وقد تكون المقاومة الكهربائية للعنصر الكهربائي مفروضة علينا .. و ليست عبارة عنعنصر كهربائي مقصود بالدارة
مثل مقاومة أسلاك النقل للتيار الكهربائي .. والمقاومة الكهربائية للملفات في المحولات … و غيرها ..
ففي هذه الحالة نرغب أنتكون هذه المقاومة تساوي الصفر .. و لكن للأسف المقاومة موجودة بسبب أن ناقليةالنحاس و الالمنيوم ليست معدومة بل هناك مقدار معين لها فالعامل p في قانونالمقاومة حيث أنه لا يساوي الصفر لأي مادة كانت –
ففي التمديد المنزلي للكهرباءعلى سبيل المثال :
إن مرور التيار ضمن الاسلاك من المنبع (ساعة الكهرباء) إلىالأحمال الكهربائية في المنزل (سخان كهربائي- مكواة- غسالة اوتومتيك..) يؤدي إلىنشر بعض الحرارة في أسلاك التوصيل .. و هذا أمر سيء لكن يمكن التغاضي عنه ضمنالحدود الآمنة التي لا يحدث معها أي ارتفاع للحرارة قد يسبب انصهار العوازل حولها وبالتالي حالات القصر الخطيرة ..
بينما هناك مشكلة أخرى .. و هي أن مرور التيارضمن السلك الكهربائي قد تسبب هبوط الجهد عند الحمل

تطبيق عملي


بفرض أن لدينا سلك نحاسي ذو طول و مقطع ما .. المهم أن مقاومته الكلية (الخط الذاهب و العائد – phase & neuterial) 1 أوم
و هذا السلك يغذي منزليستهلك أحمالاً كهربائية تستلزم تياراً مقداره 35 أمبير..
طبعاً التغذية عندالمنبع 220 فولت


ما هي قيمة الجهد الكهربائي الواصلة إلى الحمل (البيت- سخانات و مكواة و …) ؟؟؟


الجواب
قانون أوم
الجهد بين طرفيالمقاومة أو هبوط الجهد (مقدراً بالفولت) = قيمة المقاومة (مقدرة بالأوم ) . التيارالمار بالمقاومة (مقدرة بالأمبير)

V=R*I

حيث أن
المقاومة هنا هيمقاومة كبل التوصيل و تساوي 1 أوم فقط ..
التيار هنا هو التيار الذي يسري بالسلكو يساوي 35 أمبير ..
الجهد بين طرفي المقاومة : هو هبوط الجهد على طول السلكالناقل .. و هو ما سنحسبه وفقاً للقانون

و بالتالي يكون :
هبوط الجهد = 1 * 35 = 35 فولت

ماذا يعني هذا ؟؟
يعني أن الجهد الذي يصل للحمل فعلاً هو
الجهد الواصل للحمل من المنبع = جهد المنبع – هبوط الجهد على الطريق
= 220- 35 = 185 فولت

و هكذا يصل للحمل جهد أقل من جهد المنبع و بالتالي فإنالأجهزة الكهربائية تعمل بشكل غير مقبول .. فالانارة تضعف و ربما تتعطل بعض الأجهزةالكهربائية مثل الغسالة الاوتوماتيك .. علماً أن التغذية الواصلة إلى مدخل البناء 220 لا خطأ فيها
و لكن الذنب كله يقع على اختيار كبلات و أسلاك غير مناسبة
عند اطفاء بعض الأحمال في البيت نجد أن الأمور تتحسن و الإضاءة تتحسن لأنالتيار المسحوب على الأسلاك قد انخفض..


ماذا نعمل لحل المشكلة؟؟
أولاً بحسب قانون أخي محمد
المقاومة الكهربائية للناقل = ناقلية المادة * طول الناقل / مقطع الناقل
ناقلية المادة : قد لا نستطيع التحكم بها لأنها نحاسغالباً في كل الأحوال (تستخدم كبلات الالمنيوم لنقل الجهود العالية جداً)
طولالناقل : مضطرين لهذا الطول لأنه يمثل البعد بين المنبع و الحمل .. لا يمكن تغييره
مقطع الناقل : نعم هنا هي النقطة .. يمكن استبدال الكبل بآخر ذو مقطع أكبر بحيثتكون المقاومة الكلية لا تسبب هبوط جهد ملحوظ .
حل آخر .. كي نحافظ على الكبلالقائم بمكانه .. نقوم بتجزئة الأحمال .. فنصل كبل إضافي من المنبع إلى المطبخ والحمام مثلاً و نبقي الكبل القديم لباقي البيت .. بحيث نكون قد وزعنا التيار بينالكبلين ..



--------------------------------------------------------------------------------

أمريحير العقل ..


الفيوز المنصهر – الفاصمة الكهربائية المستخدمة فيالحماية من التيار الزائد :


قد يسأل أحد الاصدقاء .. الفيوز أو الفاصمةالمستخدمة للحماية عبارة عن سلك رفيع توضع على طريق التيار الكهربائي لأسلك غليظة .. لماذا لا تؤثر هذه المقاومة على التيار و تضعفه ؟؟؟؟؟؟
السؤال جميل .. و علىالرغم من بساطة الجواب فقد يحير الكثيرين للوهلة الأولى ..


الجواب : نعمالفيوز عبارة عن سلك دقيق و هذا ما يزيد من مقاومته الكهربائية لينصهر عند مرورتيار كهربائي
و لكن لا تنسى أنه (( قصير )) أيضاً .. و بالتالي فإن مقاومتهصغيرة لا تؤثر على التيار الذي يمر من المنبع إلى الحمل .. لكنه يسخن هو وحده منيسخن عند ازدياد التيار لأن الكبل ذو المقطع العريض على طرفيه يبدد الحرارة بسهولةبينما هو قد يلتهب و ينصهر عند زيادة التيار بشكل مفاجئ .. و هكذا فهو يؤمن الحمايةالمطلوبة .




--------------------------------------------------------------------------------

التماسات – المفاتيح و القواطع الكهربائية – نقاط الوصل – مقابس الكهرباء :


أيضأهذه تعتبر مقاومات كهربائية مفروضة علينا غير مرغوب بها ..
من المهم عملياًمراعاة استخدام الأنواع الجيدة و أن نستخدم الأنواع المناسبة بحسب طبيعة الحمل
نلاحظ أن الأجهزة التي تستهلك قدرة عالية تكون ذات مقابس ثخينة .. و ربما لاتكون المآخذ الكهربائية في بيوتنا معدة لمثل هذه المقابس و بالتالي يتم قص هذهالمقابس و استخدام آخر أرفع .. و هذا قد ينفع لزمن قصير .. و لكنه يقصر عمرالتماسات عند المقابس و قد يتسبب بنشر حرارة تذيب البلاستيك العازل حول المآخذ ..
يجب الأخذ بعين الاعتبار عند تخطيط التوزيع الكهربائي أن نقلل عدد نقاط الوصلما أمكن ..
يوجد على كل قاطع كهربائي أو مفتاح قيمة التيار الأعظمي الذي يتحمله .. و هكذا يجب مراعاة هذا الأمر عند اختيار هذه العناصر الكهربائية .


--------------------------------------------------------------------------------

سؤال :

هناك صديق للمنتدى سأل ..
عند الربط التسلسلي للمقاومات قد تستنفذالطاقة على الطريق .. فكيف نقول أن التيار لا يتغير ؟؟؟
فهو يرى أن التيار يجبأن يقل تدرجياً ..بسبب المقاومات ..


الجواب :


نعم أخيالحبيب
التيار لن يتأثر .. لأن التيار عبارة عن جريان لحوامل الشحنة (الالكترونات) على طول المسار من منبع التغذية لتعود إليه
و الطاقة التي يتماطلاقها بشكل حراري ليست عبارة عن الكترونات تخرج من السلك حتى يقل عددها ..
بلإن التيار عبارة عن تدفق مستمر ينتج عن الضغط الكهربائي للمنبع (البطارية) و يتمتحديد قيمته بواسطة ممانعة تلك المقاومات على الطريق ..
فأنت عندما تلوح بيدك فيالهواء تتحرك بكل حرية و سهولة و لكنك لا تبذل إلا طاقة قليلة جداً ..
و لكنك لوبذلت نفس القوة (الجهد الكهربائي) في الماء لتحركت يدك بسرعة أقل (التيارالكهربائيأقل) و لكنك قد صرفت استطاعة أكبر (يتم صرف قدرة كهربائية) و هذا يسبب التعب ..
فلو كانت القدرة هي التيار(السرعة) لكانت الحالة الأولى تعني صرف طاقة أكبر
و الحقيقة أن الطاقة مرتبطة بضرب قيمة الجهد بالتي