الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحته المستعرضة. مع زيادة مساحة المقطع العرضي، سيزداد عدد الذرات التي تصطدم بها الإلكترونات بنفس النسبة، لذلك يجب ألا تتغير المقاومة بشكل أساسي مع زيادة سمك السلك، فلماذا تتناسب عكسياً مع التقاطع- مساحة المقطع لماذا تنخفض المقاومة الكهربائية مع مساحة المقطع العرضي من هذا المبدأ، سنجيب على جميع استفساراتك في سطورنا التالية حول هذه الخاصية المادية للدوائر الكهربائية.
الخاصية التي تزداد في سلك عندما تقل مساحته المستعرضة
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 عندما تقل مساحته المستعرضة هي المقاومة الكهربائية.
يواجه الإلكترون الذي ينتقل عبر الأسلاك وأحمال الدائرة الخارجية مقاومة كهربائية، والمقاومة هي عائق أمام تدفق الشحنة.
ما هي المقاومة الكهربائية
المقاومة الكهربائية هي مقياس يقيس كمية الكهرباء أو التيار الكهربائي المتدفق في السلك، وتقيس المقاومة كيف يقلل جهاز أو مادة من تدفق التيار الكهربائي من خلاله. تكون المقاومة الكهربائية أكبر عندما يقلل تدفق الكهرباء كلما زاد سمك السلك، أي بشكل أكثر دقة المقاومة الكهربائية هي مقياس للمقاومة التي توفرها الدائرة لتدفق التيار الكهربائي فيها.
المتغيرات التي تؤثر على المقاومة الكهربائية
غالبًا ما يُقارن تدفق الشحنة عبر الأسلاك بتدفق الماء عبر الأنابيب، لأن مقاومة تدفق الشحنة الكهربائية في الدائرة يمكن مقارنتها من حيث التأثير بالاحتكاك بين الماء وأسطح الأنابيب وكذلك المقاومة توفرها العوائق في مسارها، المقاومة التي تعوق تدفق المياه وتقلل من معدل التدفق. سرعة الانجراف تشبه مقاومة تدفق الماء. يتأثر المقدار الإجمالي لمقاومة تدفق الشحنة داخل سلك الدائرة الكهربائية ببعض المتغيرات، وهذه المتغيرات هي كالتالي
الطول الإجمالي لسلك الحمل الحالي
كلما زاد طول السلك، زادت المقاومة، لأن المقاومة الكهربائية التي تواجهها الشحنة تتناسب طرديًا مع طول السلك الكهربائي الذي يجب أن تجتازه. تحدث المقاومة نتيجة تصادم بين حاملات الشحنة وذرات السلك. المزيد، كلما زادت الاصطدامات، زادت المقاومة.
مساحة المقطع العرضي للسلك الحامل للتيار الكهربائي
تتناسب مساحة المقطع العرضي للسلك عكسياً مع المقاومة الكهربائية. يتمتع السلك ذو القطر الصغير بمقاومة عالية، ويتم مقارنته بسلك بقطر كبير ومقاومة منخفضة (لا توجد مقاومة كبيرة للتيارات الكهربائية)، والأسلاك العريضة لها مساحة مقطع عرضي أكبر، لأن الأنبوب سوف تسمع الساعة التيار الكهربائي عبر الأنبوب يكون أعرض بمعدل أعلى من تدفقه عبر أنبوب ضيق، مما يقلل من المقاومة الكهربائية في هذا السلك، وبالتالي فإن مساحة المقطع العرضي الأقل للسلك ستقلل من تدفق الإلكترونات الموجودة داخل السلك الكهربائي، مما يزيد العبء على المقاومة الكهربائية ويزيد، بمعنى أكثر دقة عندما تكون جميع المتغيرات الأخرى متشابهة، سوف تتدفق الشحنة بمعدلات أعلى عبر أسلاك أوسع مع مناطق مقطع عرضي أكبر من الأسلاك الرقيقة.
نوع المعدن من سلك موصل
يُحدث نوع المعدن أيضًا فرقًا في المقاومة الكهربائية. يتمتع السلك الحديدي بمقاومة أعلى من الأسلاك النحاسية. ومع ذلك، لا يزال سلك النيتشروم يتمتع بمقاومة أكبر. بشكل عام، تؤثر مقاومة تدفق الشحنات على المادة التي صنع منها السلك. ليست كل المواد متشابهة من حيث قدرتها على التصرف. تعتبر بعض المواد موصلات أفضل من غيرها وتوفر مقاومة أقل لتدفق الشحنات بشكل عام، تعد الفضة أفضل موصل، ومع ذلك، لا يتم استخدامها أبدًا في توصيلات الدوائر المنزلية نظرًا لتكلفتها، لذلك يتم استخدام النحاس والألمنيوم، تعتبر من بين أقل المواد تكلفة مع الموصلية المناسبة للسماح باستخدامها في الأسلاك في الدوائر المنزلية، غالبًا ما يشار إلى موصلية المادة بمقاومتها، وتعتمد مقاومة المادة على التركيب الإلكتروني للمادة ودرجة حرارتها، من أجل تزداد مقاومة معظم (وليس كل) المواد مع زيادة درجة الحرارة.
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. هذا يجعل الأمر أكثر صعوبة لتدفق التيار ويسبب المقاومة. مسار الإلكترونات التي تنتقل عبر سلك كهربائي هو مسار متعرج ينتج عن تصادمات لا حصر لها. مع وجود ذرات ثابتة داخل المادة الموصلة، تواجه الإلكترونات مقاومة، مما يشكل عقبة أمام حركتها، بينما يشجع فرق الجهد الكهربائي الناتج بين المحطتين على حركة الشحنة، والمقاومة هي التي تمنعها، ومعدل تدفق الشحنة من محطة إلى أخرى هو نتيجة للتأثير المشترك لهاتين الكميتين.
بهذا القدر من المعلومات نكون قد انتهينا من هذه المقالة التي تحدثنا فيها عن الخاصية التي تزداد في السلك عندما تقل مساحته المستعرضة، حيث عرفنا من خلالها المقاومة الكهربائية والمعلومات المرفقة حول أسباب المقاومة الكهربائية والمتغيرات التي تؤثر على المقاومة الكهربائية.