السؤال: تطبيق المفاهيم تتراوح أحجام مقاومة مقدارها 10 Ω بين رأس دبوس إلى وعاء حساء وضح ذلك
شرح الإجابة:
لفهم هذا التفاوت في الأحجام، لا بد أولاً من إدراك العلاقة بين المقاومة الكهربائية وقانون القدرة. فالمقاومة ذات القيمة الثابتة 10 Ω لا تعني بالضرورة أن حجمها سيكون موحداً في جميع التطبيقات، بل يتوقف ذلك على كمية الطاقة التي يُفترض أن تتحملها وتبددها دون أن تتلف أو ترتفع حرارتها بشكل خطير.
عند تطبيق فرق جهد قدره 10 V على مقاومة قيمتها 10 Ω، نحصل على قدرة كهربائية وفق القانون P = V² / R، أي أن P = 100 / 10 = 10 W. هذه القدرة تتحول إلى حرارة داخل جسم المقاومة، مما يستدعي أن تكون مصممة لتحمل هذا المقدار من الطاقة دون أن تتجاوز حدود الأمان الحراري. إذا تم استخدام مقاومة صغيرة لا تتحمل سوى 0.25 W في هذا السياق، فإنها ستتلف فوراً بسبب ارتفاع درجة حرارتها بشكل يفوق قدرتها على التبديد.
وهنا تظهر أهمية التصميم الفيزيائي للمقاومة. فالمقاومات الصغيرة التي تتحمل قدرة منخفضة مثل 0.25 W غالباً ما تكون بحجم رأس دبوس، وتُستخدم في الدوائر الإلكترونية الدقيقة التي لا تتطلب تبديداً حرارياً كبيراً. أما المقاومات التي تتحمل قدرة عالية مثل 100 W، فهي تُصمم بأجسام كبيرة الحجم، غالباً من السيراميك أو المعدن، وتُزوّد بوسائل تبريد مثل الزعانف الحرارية أو الأغطية المعدنية لتوزيع الحرارة بكفاءة، وقد يصل حجمها إلى ما يشبه وعاء حساء.
إقرأ أيضا:يفضل الإنسان العيش في الأراضي السهلية المستوية صواب خطأمن زاوية أخرى، تختلف المواد المستخدمة في تصنيع المقاومات حسب قدرتها الحرارية. فالمقاومات الصغيرة تُصنع غالباً من طبقات رقيقة من الكربون أو المعدن الملفوف، بينما المقاومات الكبيرة تُستخدم فيها سبائك معدنية خاصة أو مركبات خزفية ذات قدرة عالية على تحمل درجات الحرارة المرتفعة. هذا التنوع في المواد ينعكس مباشرة على الحجم والشكل الخارجي للمقاومة.
إقرأ أيضا:الانحراف تقترب حزمة الكترونيات في انبوب الاشعة المهبطية من المغناط التي تحرفها فإذا كان القطب الشمالي في اعلى الانبوب والقطب الجنوبي في اسفلهوبذلك، فإن عبارة “تتراوح أحجام مقاومة مقدارها 10 Ω بين رأس دبوس إلى وعاء حساء” ليست مجرد وصف بل تعبير دقيق عن التباين الهندسي الناتج عن اختلاف قدرة التبديد الحراري. فالقيمة الأومية وحدها لا تحدد الحجم، بل القدرة الكهربائية التي يجب أن تتحملها المقاومة هي العامل الحاسم في تحديد أبعادها الفيزيائية.