تعريف المقاومة النوعية

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٥:٢١ ، ٢٢ أغسطس ٢٠١٩
تعريف المقاومة النوعية

الكهرباء

لقد لعبت الكهرباء دورًا حيويًّا في الماضي، ولا زالت تفعل ذلك في الحاضر، وربما تلعب دورًا مختلفًا في المستقبل، حيث تُولّد العديد من المباني الطاقة الكهربائية المتجددة الخاصة بها باستخدام الخلايا الشمسية وتوربينات الرياح، فالكهرباء نوع من الطاقة التي يمكن أن تتراكم في مكان واحد-الكهرباء الساكنة- أو تتدفق من مكان إلى آخر ويطلق عليها التيار الكهربائي؛ فعندما تتحرك الإلكترونات تحمل الطاقة الكهربائية من مكان إلى آخر عبر مواد تملك القدرة على إيصال هذا التيار[١]، وقد قام عالم الفيزياء والرياضيات الألماني جورج أوم باشتقاق العلاقة الأساسية التي تستكشف معارضة المواد لتدفق هذه الإلكترونات لأول مرة في عام 1826 [٢]، حيث سيقدم هذا المقال تعريف المقاومة النوعية للمواد.

المقاومة

للعديد من المواد قدرة معينة على إيصال التيار الكهربائي، وتتباين في كفاءتها وِفقًا لدرجة الحرارة وفرق الجهد المطبَّق عليها ومقاومتها، ويوضح قانون أوم العلاقة بين كمية التيار المتدفقة عبر مادة ما والمقاومة؛ حيث يُبَيِن أن العديد من المواد الصلبة وبعض السوائل تسمح بتدفق تيار كبير عندما تكون مقاومتها صغيرة، وتقاس المقاومة بوحدة الأوم ويرمز لها بالحرف اليوناني "Ω" وبعض المواد -كالمعادن- موصلات جيدة، بعكس العوازل -كالخشب والمطاط-، وبعض المواد -كالسيليكون- تقع في المنتصف بين الطرفين وتسمى بأشباه الموصلات، وعندما يتدفق التيار عبر مقاومة ما، تكون النتيجة تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة، وتستخدم حقيقة تغير المقاومة تبعًا لدرجة الحرارة في الترموستات لإنشاء مقاييس حرارة يمكن ربطها بسهولة بالدوائر الكهربائية.[٣]

تعريف المقاومة النوعية

المقاومة النوعية "ρ" خاصية متأصلة للمادة، حيث يمكن تعريف المقاومة النوعية بأنها المقاومة المقدمة لكل وحدة طول ومساحة مقطع عرضي لتلك المادة عندما يتم تطبيق كمية معروفة من الجهد في نهايتها[٤]، وهو رقم يستخدم لتحديد المقاومة من طرف إلى آخر لطول ومساحة معينة كما في الصيغة الآتية:

                                                         ρ = R · A / L
حيث R المقاومة، ρ المقاومة النوعية، L طول السلك، A مساحة المقطع العرضي، ويمكن معرفة المقاومة النوعية للعديد من المواد الموصلة؛ إذ تعتمد المقاومة النوعية على مادة الموصل[٥]، فالنحاس مثلًا في المرتبة الثانية بعد الفضة في وجود مقاومة نوعية منخفضة، مما يعني موصلية جيدة[٦]، ومن المفارقات بين المقاومة والمقاومة النوعية أن المقاومة تتغير تبعًا لطول الموصل ومساحة المقطع العرضي، لكن المقاومة النوعية لا تتغير[٤]، كما تقاس المقاومة بوحدة أوم Ω بينما تقاس المقاومة النوعية بوحدة "أوم متر" Ω-m[٥]، ويتبين من تعريف المقاومة النوعية أن المقاومة النوعية للمادة مهمة لأنه مع معرفة المقاومة النوعية وأبعاد السلك، يمكن حساب المقاومة الفعلية للسلك، ومن خلال معرفة قيم التوصيل للمعادن المختلفة، يمكن للمرء مقارنة المعادن بمعرفة أي نوع من المعادن يوصل الكهرباء أكثر[٤]، كما تعد المقاومة ضرورية في العديد من تطبيقات المواد، بما في ذلك المقاومات في الدوائر الكهربائية، والعزل الكهربائي، والتسخين المقاوم، والتوصيل الفائق.[٢]

المراجع[+]

  1. "Electricity", www.explainthatstuff.com, Retrieved 20-8-2019. Edited.
  2. ^ أ ب "Resistivity", eng.libretexts.org, Retrieved 20-8-2019. Edited.
  3. "Resistance", phys.libretexts.org, Retrieved 20-8-2019. Edited.
  4. ^ أ ب ت "What is specific resistance?", www.quora.com, Retrieved 20-8-2019. Edited.
  5. ^ أ ب "What are the basic differences between resistance and specific resistance.are both property of material?", www.quora.com, Retrieved 20-8-2019. Edited.
  6. "12.5: Specific Resistance", workforce.libretexts.org, Retrieved 20-8-2019. Edited.