كيفية حساب المقاومة الكهربائية

المقاومة الكهربائية هي مقاومة الدائرة للتيار المتردد وتقاس بالأوم. لحساب المقاومة الكهربائية، من الضروري معرفة قيم جميع المقاومات ومقاومة جميع الملفات والمكثفات، مما يمنحك كميات مختلفة من مقاومة التيار وفقًا للتغير في شدته وسرعته واتجاهه. يمكنك حساب المقاومة الكهربائية بمعادلة رياضية بسيطة.

ورقة المعادلة

1. المقاومة الكهربائية Z = R أو XL أو XC (في حالة وجود واحد فقط)
2. المقاومة الكهربائية في التسلسل فقط Z = √ (R2 + X2) (إذا تم العثور على R فقط وواحد من نوعين من X)
3. المقاومة الكهربائية على التوالي فقط Z = √ (R2 + (| XL – XC |) 2) (إذا تم العثور على كل R و XL و XC)
4. المقاومة الكهربائية في أي دائرة = R + jX (j هو الرقم التخيلي √ (-1))
5. المقاومة R = ΔV / I
6. المفاعلة الحثية XL = 2πƒL = L
7. المفاعلة السعوية XC = 1/2πƒC = 1 / C

خطوات

حساب المقاومة والمفاعلة

1. 1 تحديد المقاومة الكهربائية. يتم تمثيل المقاومة الكهربائية بالرمز Z ويتم قياسها بالأوم (Ω) ويمكنك قياس مقاومة أي مكون أو دائرة. ستخبرك النتيجة بمدى مقاومة الدائرة لتدفق الإلكترونات (التيار). يوجد تأثيران مختلفان يعملان على إبطاء التيار وكلاهما يساهم في المقاومة الكهربائية. X مصدر البحث

   • المقاومة (R) هي تباطؤ التيار بسبب تأثير المادة وشكل المكون، ويكون هذا التأثير أكبر في “المقاومات” ولكن كل المكونات لها مقاومة صغيرة على الأقل.
   • المفاعلة (X) هي تباطؤ التيار بسبب التغيرات المعاكسة في المجالات الكهربائية والمغناطيسية في التيار أو الجهد، وتكون أكثر وضوحًا في المكثفات والملفات.

2. 2 انظر المقاومة. المقاومة هي مفهوم أساسي في دراسة الكهرباء وسوف تراها في معظم الأوقات في قانون أوم ΔV = I * R. X Research Source تُمكّنك هذه المعادلة من حساب أي من هذه القيم من خلال معرفة القيمتين الأخريين . على سبيل المثال، اكتب المعادلة R = ΔV / I لحساب المقاومة. يمكنك أيضًا قياس المقاومة بسهولة باستخدام المليمترات.

   • ΔV هو الجهد المقاس بالفولت (V)، ويسمى أيضًا فرق الجهد.
   • أنا هو التيار ويقاس بالأمبير (A).
   • R هي المقاومة وتقاس بالأوم (Ω).

3. 3 تعرف على نوع المفاعلة التي تحسبها. تحدث المفاعلة فقط في دوائر التيار المتردد ويتم قياسها بالأوم كمقاومة. هناك نوعان من المفاعلة في المكونات الكهربائية المختلفة

   • تنتج المفاعلة الاستقرائية XL من الملفات، وتسمى أيضًا المحاثات. تولد هذه المكونات مجالًا مغناطيسيًا يقاوم التغيرات في اتجاه التيار المتردد في الدائرة الكهربائية. مصدر بحث X كلما كان تغيير الاتجاه أسرع، زادت مفاعلة الاستقراء.
   • تحدث مفاعلة السعة XC بسبب المكثفات التي تخزن شحنة كهربائية. يتم شحن المكثف وتفريغه بشكل متكرر مع حركة التيار في دائرة التيار المتردد واتجاهه، وكلما طالت مدة شحن المكثف، زادت مقاومته للتيار. X هو مصدر بحث، لذلك كلما كان التغيير الاتجاهي أسرع، انخفض التفاعل الاستقرائي.

4. 4 احسب المفاعلة الاستقرائية. تزيد المفاعلة الحثية مع معدل التغير في اتجاه التيار أو “تردد” الدائرة كما هو موضح أعلاه. يتم تمثيل هذا التردد بالرمز ƒ ويقاس بالهرتز (Hz) والمعادلة الكاملة لحساب التفاعل الحثي هي XL = 2πƒL حيث L هي “الحث” المقاسة في Henry (H). X مصدر البحث

   • تعتمد الحث L على خصائص الملف كعدد الدورات. X هو مصدر بحث ويمكن قياس الحث بشكل مباشر أيضًا.
   • تصور التيار المتردد كدائرة وحدة، إذا فهمت ذلك، مع دوران كامل قدره 2π راديان يمثل ثورة واحدة. ستحصل على النتيجة بوحدات الراديان في الثانية إذا قمت بضربها في ƒ بالهرتز (وحدة في الثانية). هذه هي السرعة الزاوية ويمكن كتابتها بأحرف صغيرة omega ω، وقد ترى معادلة التفاعل الاستقرائي مكتوبة بالصيغة XL = ωL. X مصدر البحث

5. 5 احسب المفاعلة السعوية. تشبه هذه المعادلة معادلة التفاعل الحثي فيما عدا أن المفاعلة السعوية تتناسب “عكسيًا” مع التيار. المفاعلة السعوية “XC = 1/2 درجة مئوية”، مصدر بحث X حيث C هي سعة المكثف المقاسة بالفاراد (F).

   • يمكنك قياس السعة باستخدام المليمترات وبعض الحسابات البسيطة.
   • يمكن كتابتها كـ 1 / C كما هو موضح أعلاه.

حساب المقاومة الكهربائية الكلية

1. 1 اجمع المقاومات في نفس الدائرة. تكون المقاومة الكهربائية الكلية بسيطة إذا كانت الدائرة بها عدد من المقاومات بدون ملفات أو مكثفات. قم بقياس قيم المقاومات أولاً (أو أي مكون له مقاومة) أو تحقق من مخطط الدائرة للمقاومات المحددة بالأوم (Ω) وقم بتلخيصها وفقًا لكيفية توصيل المكونات X Research Source

   • يمكن جمع المقاومات المتصلة في سلسلة (كل طرف متصل ببعضه البعض على طول السلك)، والمقاومة الكلية هي R = R1 + R2 + R3 …
   • يجمع المقلوب بين المقاومات المتصلة بالتوازي (كل مقاوم في سلك مختلف في نفس الدائرة). حل المعادلة 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 … لإيجاد المقاومة الكلية R.

2. 2 اجمع المحاثات المماثلة في نفس الدائرة. المقاومة الكهربائية هي التفاعل الكلي إذا كانت الدائرة بها ملفات فقط أو مكثفات فقط. احسبه على النحو التالي X Research Source

   • الملفات المتتالية Xtotal = XL1 + XL2 + …
   • المكثفات على التوالي Ctotal = XC1 + XC2 + …
   • الملفات المتوازية Xtotal = 1 / (1 / XL1 + 1 / XL2 …)
   • المكثفات على التوازي Ctotal = 1 / (1 / XC1 + 1 / XC2 …)

3. 3 اطرح المفاعلة الاستقرائية والسعة للحصول على التفاعل الكلي. تزداد إحدى هذه القيم مع تناقص الأخرى، لذا تلغي كل منهما الأخرى. اطرح القيمة الصغيرة من الكبير لإيجاد التأثير الكلي. X مصدر البحث

   • ستحصل على نفس النتيجة من المعادلة Xtotal = | XC – XL |

4. 4 احسب المقاومة الكهربائية للمقاومة والمفاعلة على التوالي. لا يمكنك فقط جمعهما معًا لأن القيمتين ليسا في الطور، مما يعني أنهما يتغيران بمرور الوقت كجزء من دورة التيار المتردد ولكنهما يصلان إلى الذروة في أوقات مختلفة. X Research Source لحسن الحظ يمكننا استخدام المعادلة البسيطة “Z = √ (R2 + X2)” إذا كانت جميع المكونات متصلة في سلسلة (مثل سلك واحد). X مصدر البحث

   • تتضمن الرياضيات المرتبطة بهذه المعادلة متجهات الطور، لكنها قد تبدو مألوفة للهندسة أيضًا. اتضح أنه يمكننا تمثيل عنصري R و X على أنهما أضلاع مثلث قائم الزاوية بينما Z هو الوتر. X مصدر بحث X مصدر بحث

5. 5 احسب المقاومة الكهربائية من المقاومة والمفاعلة المتصلة بالتوازي. هذه طريقة عامة للتعبير عن المقاومة الكهربائية ولكنها تتطلب فهم الأعداد المركبة. هذه هي الطريقة الوحيدة لحساب المقاومة الكهربائية الإجمالية لدائرة تتضمن مقاومة ومفاعلة موصلين على التوازي.

   • Z = R + jX حيث J هو الجزء التخيلي √ (-1)، استخدم J بدلاً من i لتجنب الخلط مع I للتيار.
   • لا يمكنك جمع الرقمين. على سبيل المثال، يمكن التعبير عن المقاومة الكهربائية على النحو التالي 60Ω + j120Ω.
   • يمكنك إضافة الجزء التخيلي والحقيقي بشكل منفصل إذا كانت هناك دائرتان متصلتان في سلسلة كهذه، على سبيل المثال إذا كانت Z1 = 60Ω + j120Ω متصلة في سلسلة بمقاومة Z2 = 20Ω ثم Ztotal = 80Ω + j120Ω.

أفكار مفيدة

• يمكن أيضًا التعبير عن المقاومة الكهربائية الكلية (المقاومة والمفاعلة) في شكل معقد.