كيف تعمل المقاومات وتطبيقاتها في الدوائر

المقاوم هو مكون إلكتروني شائع يحد من حجم واتجاه التيار. تعمل المقاومات عن طريق استغلال الخصائص المقاومة للمادة ، وهي مدى نجاحها في منع تدفق الكهرباء. وحدة المقاومة هي أوم (Ω) ، ويعتمد حجم المقاومة على نوع المادة وشكلها ودرجة حرارتها. عادة ما يتم تحديد قيمة مقاومة المقاوم بواسطة رمز شريطي أو رقم ملون ، وتمثل الألوان المختلفة قيما مختلفة.

تستخدم المقاومات على نطاق واسع في الدوائر. يمكنهم تحقيق وظائف مثل التحكم في التيار ، وتقسيم الجهد ، والترشيح ، والتحيز ، والمطابقة. التحكم الحالي هو الوظيفة الأساسية للمقاوم. يمكنه ضبط حجم التيار وفقا لقانون أوم (V = IR) ، حيث V هو الجهد ، و I هو التيار ، و R هو المقاومة. على سبيل المثال ، إذا كان هناك مصدر طاقة 5 فولت ومقاوم 100 دولار في دائرة ، فإن التيار المار عبر المقاوم هو 5 فولت / 100 أوم = 0.05 أمبير ، أو 50 مللي أمبير. إذا تم استبدال المقاوم ب 200Ω $ ، فإن التيار يصبح 5V / 200Ω = 0.025A ، وهو 25mA. بهذه الطريقة ، يمكن التحكم في مقدار التيار عن طريق تغيير قيمة مقاومة المقاومة.

يمكن أيضا استخدام المقاومات لحماية المكونات الأخرى في الدائرة. على سبيل المثال ، إذا كان هناك مصدر طاقة 5 فولت ومقاوم 1Ω في دائرة ، فإن التيار عبر المقاوم هو 5V / 1Ω = 5A ، والذي قد يكون كبيرا جدا. ، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الدائرة أو تلفها. لتجنب هذا الموقف ، يمكنك إضافة مقاوم مناسب إلى الدائرة ، مثل 100Ω $ ، ثم سيتم تقليل التيار إلى 5V / 100Ω = 0.05A ، وهو 50mA ، وبالتالي حماية سلامة الدائرة.

يمكن أيضا استخدام المقاومات لتقسيم الجهد ، أي تقسيم جهد واحد إلى جهدين مختلفين أو أكثر. يستفيد هذا من قانون تقسيم الجهد للمقاوم ، مما يعني أنه إذا كان هناك مقاومان أو أكثر في سلسلة في دائرة ، توزيع الجهد من مصدر الطاقة على كل مقاوم بما يتناسب مع المقاوم. على سبيل المثال ، إذا كانت الدائرة تحتوي على مصدر طاقة 10 فولت ومقاومتين ، أحدهما 100Ω والآخر 200Ω ، فإن الجهد عبر المقاوم 100Ω هو 10V imes 100Ω / (100Ω + 200Ω) = 3.33V ، الجهد على المقاوم 200Ω هو 10V imes 200Ω / (100Ω + 200Ω) = 6.67V. بهذه الطريقة ، يمكنك الحصول على جهدين مختلفين لأغراض مختلفة.

يمكن أيضا استخدام المقاومات للترشيح ، وهو إزالة الضوضاء أو الإشارات المتداخلة من الدائرة. يستخدم هذا مزيجا من المقاومات والمكثفات أو المحاثات لتشكيل مرشح تمرير منخفض أو تمرير عالي أو تمرير نطاق أو رفض النطاق. يسمح مرشح الترددات المنخفضة فقط بمرور إشارات التردد المنخفض ، ويسمح مرشح الترددات العالية فقط بمرور الإشارات عالية التردد ، ويسمح مرشح تمرير النطاق فقط بمرور نطاق معين من إشارات التردد ، ويمنع مرشح إيقاف النطاق فقط نطاقا معينا من الترددات. تمر إشارة التردد. على سبيل المثال ، إذا كانت الدائرة تحتوي على مقاوم 100Ω ومكثف 1μF بالتوازي ، فإن الدائرة عبارة عن مرشح تمرير منخفض ، وتردد قطعها هو 1 / (2pi RC) = 1.59 كيلو هرتز ، أي الترددات أدناه فقط الإشارات عند 1.59 كيلو هرتز يمكن أن تمر ، وسيتم تصفية الإشارات فوق 1.59 كيلو هرتز.

يمكن أيضا استخدام المقاومات للتحيز ، أي لتوفير جهد تشغيل ثابت أو تيار لمكونات معينة في الدائرة. يستخدم هذا وظيفة تقسيم الجهد للمقاوم لتوفير جهد أو تيار تحيز مناسب للترانزستورات والثنائيات وأمبير التشغيل والمكونات الأخرى في الدائرة لإبقائها في حالة عمل عادية. على سبيل المثال ، إذا كان هناك مصدر طاقة 10 فولت ومقاوم 100Ω في دائرة ، فسيكون هناك جهد 10 فولت عبر المقاوم. إذا كانت قاعدة الترانزستور متصلة بأحد طرفي المقاوم ، فإن قاعدة الترانزستور سوف الجهد هو 10V ، والذي يقوم بتشغيل الترانزستور.

يمكن أيضا استخدام المقاومات للمطابقة ، أي أن مقاومات الأجزاء المختلفة من الدائرة تساوي أو تتشابه لزيادة كفاءة الدائرة واستقرارها. يستفيد هذا من خصائص مقاومة المقاوم ، أي مقدار حجب المقاوم لإشارات التيار المتردد. تقاس المعاوقة أيضا بالأوم (Ω) ، ويعتمد حجمها على تردد الإشارة ومحاثة أو سعة المقاوم. يمكن حساب مقاومة المقاوم باستخدام قانون أوم (V = IZ) ، حيث V هو الجهد ، و I هو التيار ، و Z هو المعاوقة. على سبيل المثال ، إذا كانت الدائرة تحتوي على مصدر تيار متردد 10 فولت ومقاوم 100 أوم ، فإن التيار المار عبر المقاوم هو 10 فولت / 100 أوم = 0.1 أمبير ، بغض النظر عن تردد المصدر. إذا قمت بتوصيل حمولة 100Ω بأحد طرفي المقاوم ، مطابقة الدائرة ويمكن نقل الطاقة من مصدر الطاقة بالكامل إلى الحمل. إذا لم تكن مقاومة الحمل 100Ω ، فإن الدائرة غير متطابقة ، وسوف ينعكس جزء من الطاقة من مصدر الطاقة مرة أخرى ، مما يتسبب في فقد الدائرة والتداخل.

خلاصة القول ، مبدأ عمل المقاوم هو استخدام خصائص مقاومة المادة للحد من التيار وتوزيعه. تستخدم المقاومات على نطاق واسع في الدوائر. يمكنهم تحقيق التحكم الحالي ، وتقسيم الجهد ، والترشيح ، والتحيز ، والمطابقة وغيرها من الوظائف ، والتي تسهل تصميم الدوائر وتحسينها. يمكن أن يساعدنا فهم كيفية عمل المقاومات وأساسيات الدوائر الكهربية على فهم الأجهزة الإلكترونية واستخدامها بشكل أفضل.