الدرس الأول - التيار الكهربي وقانون أوم - الجزء الرابع - المقاومة النوعية والتوصيلية الكهربية

شرح فيزياء الثانوية العامة

الوحدة الأولى - الكهربية التيارية والكهرومغناطيسية

الفصل الأول - التيار الكهربي وقانون أوم وقانونا كيرشوف

الدرس الأول - التيار الكهربي وقانون أوم

استنتاج المقاومة الكهربية لموصل

تتناسب المقاومة الكهربية لموصل طردياً مع طوله .

R∝l تناسب طردي

تتناسب المقاومة الكهربية لموصل عكسياً مع مساحة مقطعه .

R∝1/A تناسب عكسي

∴R∝l/A

∴R=Const × l/A

∴R=ρe  l/A

ρe هي المقاومة النوعية لمادة الموصل وهي كمية فيزيائية ثابتة للمادة الواحدة عند ثبوت درجة الحرارة .

علل :

يؤدي ارتفاع درجة حرارة الموصل ( الفلز ) إلى زيادة المقاومة الكهربية ؟

لأن ارتفاع درجة الحرارة يعمل على زيادة سعة اهتزاز جزيئات الفلز وزيادة سرعة اهتزاز الجزيئات وبالتالي زيادة معدل تصادم الكترونات التيار الكهربي مع جزيئات الفلز الذي يسبب زيادة الممانعة لسريان الإلكترونات خلاله فتزداد المقاومة الكهربية للموصل ( الفلز ) .

العلاقة طردية

كلما زادت درجة الحرارة زادت المقاومة الكهربية

كلما قلت درجة الحرارة قلت المقاومة الكهربية

العوامل التي يتوقف عليها المقاومة الكهربية لموصل

(1) المقاومة النوعية لمادة الموصل

( نوع مادة الموصل ودرجة الحرارة )

(2) طول الموصل ( علاقة طردية )

R∝L

Slope=∆R/∆L=  ρe/A

(3) مساحة مقطع الموصل ( علاقة عكسية )

R∝  L/A

Slope=∆R/(∆ L/A)=ρe L

(4) مربع نصف قطر الموصل ( علاقة عكسية )

R∝  1/r^2 

Slope=∆R/(∆ 1/r^2 )=ρe l/π

المقاومة النوعية

تقدر بمقاومة موصل طوله 1 متر ومساحة مقطعه 1 م2 عند درجة حرارة معينة .

ρe=RA/L

تقاس المقاومة النوعية

بوحدة أوم . متر    W.m

العوامل التي تتوقف عليها المقاومة النوعية

نوع مادة الموصل .        درجة الحرارة .

ما معنى قولنا أن :

المقاومة النوعية لمادة موصل = 10-6 W.m × 6

معنى ذلك أن :

مقاومة موصل من هذه المادة طوله 1 متر ومساحة مقطعه 1 متر2 عند درجة حرارة معينة = 10-6 W × 6

التوصيلية الكهربية

مقلوب المقاومة النوعية لمادة موصل .

σ=1/ρe =L/RA

أو هي مقلوب مقاومة موصل طوله 1 متر ومساحة مقطعه 1 متر2 عند درجة حرارة معينة .  

العوامل التي تتوقف عليها التوصيلية الكهربية

نوع مادة الموصل .        درجة الحرارة .

ما معنى قولنا أن :

التوصيلية الكهربية للنحاس = 107 W-1.m-1 × 5.6 

معنى ذلك أن :

مقلوب مقاومة سلك من النحاس طوله 1 متر ومساحة مقطعه 1 متر2 عند درجة حرارة معينة = 107 W-1 × 5.6

عند ارتفاع درجة حرارة موصل

1- تزداد المقاومة النوعية لمادته .

2- تقل التوصيلية الكهربية لمادته .

علل

تصنع كابلات نقل التيار الكهربي من النحاس ؟

لأن المقاومة النوعية للنحاس صغيرة وبالتالي تكون مقاومة الكابلات المصنوعة منه صغيرة فتصبح التوصيلية الكهربية لها كبيرة فيقل الفقد في الطاقة الكهربية .