آموزش الکترونیک مقدماتی درس 2
آموزش الکترونیک مقدماتی درس 2
در این جلسه از آموزش الکترونیک با مقاومت آشنایی بیشتری پیدا خواهید کرد و یکاهای دیگری را به شما معرفی میکنیم.
تاریخ انتشار: ۱۳۹۹/۰۲/۰۲
در جلسه قبل، درمورد مباحث ابتدایی الکترونیک (کمیت های الکتریکی، خواص مواد از نظر هدایت الکتریکی و…) توضیحاتی داده شد؛ در این جلسه به طور جدی وارد مباحث میشویم.
مقاومت
جسم، ماده یا قطعه ای که در برابر عبور جریان الکتریکی ایستادگی میکند را مقاومت می نامند و آن را با حرف R به معنی Resistor یا مقاومت نشان می دهند. نماد مقاومت و شکل ظاهری آن را در شکل زیر میبینید:
نکته: تمام قطعات الکترونیکی و الکتریکی دارای یک نماد خاص هستند که از آن برای نقشه کشی استفاده میشوند؛ اصطلاحا به این نماد «شماتیک» میگویند.
واحد اندازه گیری مقاومت الکتریکی اُهم است. اگر به دو سر مقاومت اختلاف پتانسیل یک ولت اتصال دهیم، چنان چه از آن جریانی برابر با یک آمپر عبور کند، مقدار آن مقاومت یک اُهم است. اُهم را با حرف اُمگا (Ω) نشان می دند.
در مدار های الکتریکی روی علامت اختصاری یا نماد مقاومت معمولا شماره و مقدار مقاومت نوشته میشود مانند شکل:
آشنایی با قانون کولن
اثر اجسام باردار بر یکدیگر
اگر یک میله شیشه ای را با پارچه دیگری مالش دهیم، میله شیشه ای دارای بار مثبت می شود. چنان چه میله کائوچو را به یک تکه پشم مالش دهیم، دارای بار منفی میشود.
حال اگر میله شیشه ای باردار مثبت را به میله کائوچویی باردار مفی نزدیک کنیم، چون این دو جسم بار مخالف دارند یکدیگر را جذب میکنند.
درصورتی که دو میله شیشه ای که بار مثبت دارند را در مجاورت هم قرار دهیم چون بار این دو جسم همنام است یکدیگر را دفع میکنند.
قانون کولن
در قرن هجدهم یک دانشمند فرانسوی به نام کولن هنگامی که با بار های الکتریکی آزمایش هایی انجام می داد، قانونی در مورد نیروی جاذبه و دافعه الکتروستاتیکی کشف کرد که به آن «قانون کولن» میگویند. کولن آزمایش خود را در دو مرحله انجام داد:
الف) ابتدا به دو کره ساکن و متحرک، بار های الکتریکی مساوی داد و نیروی دافعه بین آنها را در فاصله های مختلف اندازه گیری کرد و نتیجه گرفت که این نیرو با عکس مجذور فاصله دو بار الکتریکی متناسب است؛
یعنی وقتی فاصله دو بار الکتریکی دو برابر میشود، نیروی بین آنها یک چهارم مقدار اولیه میرسد. هنگامی که فاصله بین دو بار الکتریکی نصف حالت اول شود، نیروی بین آنها 4 برابر میشود.
ب) در مرحله بعد، کولن بار های متفاوتی را به دو کره داد و نیرو های آن ها را در فاصله ی ثابت اندازه گیری کرد. او نتیجه گرفت که نیروی جاذبه با دافعه ای که بین کره ها ایجاد میشود، به طور مستقیم با مقدار بار الکتریکی روی هر یک از کره ها متناسب است.
اگر بار الکتریکی را با q1 و q2 و فاصله بین دو بار را با d و نیرو را با F نمایش دهیم، قانون کولن به صورت رابطه زیر نوشته میشود.
K ضریب ثابتی است که به واحدهای انتخاب شده و جنس محیطی که جسم باردار در آن قرار گرفته است، بستگی دارد. در این رابطه اگر F برحسب نیوتون و q برحسب کولن و d بر حسب متر باشد، K تقریبا
خواهد شد. اگر به هنگام محاسبه، بار مثبت را با علامت مثبت و بار منفی را با علامت منفی نشان دهیم، نیروی دافعه بین دو بار همنام با علامت مثبت و نیروی جاذبه بین دو بار غیر همنام با علامت منفی به دست می آید.
مثال: دو بار الکتریکی مثبت یک کولنی در فاصله یک کیلومتر از یک دیگر قرار دارند. مقدار نیروی وارد بر هر دو بار جند نیوتن است؟
کولن دانشمند فرانسوی در ابتدا در رشته مهندسی ارتش خدمت می کرد. در سال 1789 از ارتش استعفا داد و به امور علمی و تحقیقی پرداخت. کولن در الکتریسیته موفق به کشف قانون جاذبه و دافعه الکتریکی شد. دنیای علم به پاس خدمات کولن واحد مقدار الکتریسیته کولن نامید.
شدت میدان الکتریکی
نیرویی که در یک میدان بر واحد بار مثبت الکتریکی واقع در هر نقطه از این میدان وارد میشود.، «شدت میدان الکتریکی» در آن نقطه نام دارد و آن را با E نمایش میدهند. اگر بار مثبت q’ در نقطه ای معین از میدان الکتریکی واقع شود و بر آن نیروی F اثر کند، شدت میدان الکتریکی از رابطه رو به رو قابل محاسبه است:
تبدیل واحد ها به یکدیگر
حرف اختصاری | نام ضریب | شکل نمایی ضریب | مقدار ضریب |
T | ترا | 12^10 | 1,000,000,000,000 |
G | گیگا | 9^10 | 1,000,000,000 |
M | مگا | 6^10 | 1,000,000 |
K | کیلو | 3^10 | 1,000 |
H | هکتو | 2^10 | 100 |
da | دکا | 1^10 | 10 |
واحد اصلی | 0^10 | 1 | |
d | دسی | 1-^10 | 0/1 |
c | سانتی | 2-^10 | 0/001 |
m | میلی | 3-^10 | 0/0001 |
μ | میکرو | 6-^10 | 0/0000001 |
n | نانو | 9-^10 | 0/0000000001 |
p | پیکو | 12-^10 | 0/0000000000001 |
تبدیل واحد ها به یکدیگر: برای تبدیل از کوچک به بزرگ مقدار مورد نظر را در ضرایب دارای توان منفی ضرب و بر ضرایب دارای توان مثبت تقسیم میکنیم. برای تبدیل از بزرگ به کوچک مقدار مورد نظر را در ضرایب دارای مثبت ضرب و بر ضرایب دارای تون منفی تقسیم میکنیم.
مثال 1: شدت جریان عبوری از یک سیم 0/05 آمپر است. این جریان معادل چند میلی آمپر است؟
مثال 2: شدت جریان 0/2 میلی آمپر معادل چند میکرو آمپر است؟
قانون اُهم
رابطه بین مقاومت، شدت جریان و اختلاف پتانسیل را نخستین بار فیزیکدان آلمانی به نام اُهم بیان کرد. بر اساس این قانون، مقدار مقاومت نسبت نستقیم با ولتاژ و نسبت معکوس با جریان دارد
جورج سیمون اُهم فیزیکدان آلمانی، و دانش‌آموخته از دانشگاه شهر ارلانگن بود. او در سال ۱۸۱۷، پروفسور ریاضی در کالج عیسوی شهر کلن شد. سپس از سالهای ۱۸۳۳ و ۱۸۵۲ به ترتیب پروفسور فیزیک آزمایشگاهی در مؤسسه پلی‌تکنیک نورنبرگ و دانشگاه مونیخ صدا زده شد، در همان شهری که او سال ۱۸۵۴ درگذشت.
در مداری که ولتاژ یک ولت بین دو سر مقاومت یک اُهمی بر قرار باشد؛ جریانی با شدت یک آمپر از مدار می گذرد.
سری و موازی:
در مدار های الکتریکی، با سری کردن ولتاژ افزایش پیدا میکند و با سری کردن جریان افزایش پیدا میکند:
با دو برابر شدن ولتاژ و ثابت ماندن مقاومت، شدت جریان دو برابر میشود.
اگر ولتاژ دو سر مقاومت را نصف کنیم مقدار جریان نصف میشود.
مثال: به دو سر یک مقاومت 100 اُهم یک ولتاژ 100 ولت اعمال میکنیم، جریان را بر حسب آمپر حساب کنید
با تشکر از همراهی شما، در این جلسه به مباحث علمی تری در مورد مقاومت و جریان و روش محاسبه آنها به یکدیگر و یکا های اندازه‌گیری پرداختیم. درصورت داشتن هرگونه سوال، نظر، پیشنهاد و… در بخش نظرات با ما در ارتباط باشید تا در سریع ترین زمان پاسخ داده شود.
دیدگاهتان را بنویسید