بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم جميعاً
بعد المشكلة التي حدثت معي في حفظ ملفاتي على الوورد
وجدت الحل الأنسب هو الحفظ في هذا الكشكول
وتكون فرصة لإستطلاع آرائكم ومقترحاتكم وتعديلكم إذا لزم الأمر
بسم الله أبدأ
http://www.4shared.com/document/tH4LXlZ2/___online.html


تتكون المادة من ذرات ، وتتكون الذرة من إلكترونات وبروتونات ونيوترونات ، ومن المعلوم أن الذرة متعادلة كهربائيا ( أي أنها غير مشحونة ) وذلك لأن الإلكترون يحمل شحنة سالبة والبروتون يحمل شحنة موجبة وهذان النوعان من الشحنات متعادلين في المقدار ولكنهما متعاكسين في الإشارة ، و لكن عندما تفقد الذرة بعضا من إلكتروناتها فإنها تكتسب شحنة موجبة ، وعندما تكتسب الذرة عددا من الإلكترونات فإنها تكتسب شحنة سالبة .
وبالتالي فإن كل الأجسام التي من حولنا تحتوي على أعداد هائلة من الشحنات الكهربائية ، وهي في حالة من التعادل الكهربائي ، أي أن الشحنات بكميتها الموجبة تعادل وتساوي الشحنات بكميتها السالبة ويُقال عن الجسم أنه متعادل كهربائياً . وإذا كانت الكميتان مختلفتين فإننا نحصل على حالة عدم التعادل وعندئذ نحصل على الأجسام المشحونة إما بشحنة سالبة أو شحنة موجبة . وأدى معرفة التأثير المتبادل لهذين النوعين المختلفين من الشحنات الكهربائية

قانون الشحنات

القانون الأول : الشحنات المتشابهة تتنافر فيما بينها .

القانون الثاني : الشحنات غير المتشابهة تتجاذب فيما بينها .

وبعد اعتماد الحقيقة العلمية حول البنية الذرية للمادة واكتشاف كل من النواة والإلكترون أصبحت المعلومات في هذا الصدد متوافرة وبشكل مُفيد ومجد للغاية فقد ترتب على ذلك معرفة الشحنة الأولية ( الأساسية ) والمقصود بها شحنة الإلكترون وتم تحديد مقدارها بشكل دقيق للغاية وأصبحت معروفة القيمة (صورة للقانون)
وهي C=1.6x10^-19
كما أن ذلكأدى إلى التخلي عملياً عن الاعتقاد القديم بأن التيار الكهربائي هو عبارة عن سيل متدفق متصل ، إذ أن الحقيقة غير ذلك فالتيار الكهربائي هو عبارة عن تكرار لعدد منالمرات للشحنة الأولية المعلومة القيمة ، وقد تكون سالبة أو موجبة
ومن المهم معرفته هو أن كمية الشحنة التي يحملها الجسم هي دائماً من مضاعفات الشحنة الأولية وهي الشحنة التي يحملها إلكترون واحد أو بروتون واحد .
مما سبق يمكن صياغة المفهوم التالي للشحنة الكهربائية :
الشحنة الكهربائية q ، ش ) : هيتعبير عن مدى الزيادة أو النقصان في عدد الإلكترونات بالنسبة لعدد البروتونات فيذرة مادة ما .(
تقاس الشحنة الكهربائية تِبعاً للنظام العالمي لوحدات القياس بوحدة الكولوم coulomb يرمز له (C) والكولوم الواحد يعادل تقريباً 6.24 × 10 ^ 18 (صورة للقانون) شحنة أساسية (إلكترون) ، ومن الطبيعي للأجسام الحقيقية أن تحمل شحنات يمكن أن يصل مقدارها إلى أعداد كبيرة من الكولومات .

ولحساب شحنة الجسم ، نطبق العلاقة التالية :

شحنة الجسم = عدد الشحنات × الشحنة الأساسية (6.24 × 10^ 18)




لعلك لاحظت العديد من الظواهر الطبيعية المختلفة ، مثل سماعك صوت فرقعة ، أو شاهدت ومضة كهربية عند نزعك ملابسك ، أو تمشيط شعرك ، وقد تشعر بصدمة كهربائية عندما تلامس بيدك الباب ، كما أصبح مألوفاً لدى الجميع أن هناك علاقة بين دلك الأجسام الموصلة أو العازلة بقطعة من الصوف أو الحرير وظهور التكهرب الساكن ، إن سبب جميع تلك الظواهر هي شحنات كهربائية ساكنة ( شحنات كهروستاتيكية ) تتراكم على الجسم .

المقصود بالكهرباء الساكنة: هي الحالات التي تحمل فيها الأجسام شحنات كهربائية

فقد لاحظ الفيلسوف طاليس أنه عند حك قطعة من الكهرمان بقطعة قماش فإنها تجذب ريش الطيور والخيوط الصوفية أو القطنية . وكان العالم وليم جلبرت من أوائل العلماء الذين تقصوا الظواهر الكهربائية ولاحظ أن هناك مواد أخرى تمتلك خاصية الجذب ، واشتق جلبرت تسميته لقوة الجذب المجهولة هذه من لفظة إلكترون ( اسم الكهرمان باليونانية ) فأطلق عليها Electr ، ونحن العرب حذونا حذوه باشتقاق كهرباء من كهرمان .
‏ وجد أن بعض الأجسام تتجاذب عند الحك، وبعضها الآخر يتنافر، لذلك جزم بأن الكهرباءسيلا من نوع ما ، وأن هنالك نوعين منها ، الأولى : تتولد عند حك الزجاج بالشعر أو الصوف ؟ والثانية : تتولد عند حك الكهرمان بالحرير؟ وأن النوعين المختلفين يتجاذبان بينما النوعان المتماثلان يتنافران .
كان فرانكلين أول من اقترح فكرة الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة. كما بيّن أن البرق هو انتقال شحنات كهربائية ساكنة، عن طريق تطيير طائرة ورقية في عاصفة رعدية وحصوله على شرر تفريغ كهربائي، حيث ربط مفتاحًا معدنيًا في طرف خيط طائرة ورقية وأطلقها لتحلق في الهواء أثناء عاصفة رعدية. فتسببت كهرباء السحب في رفع الجهد الكهربائي، وأدى هذا الجهد الكهربائي العالي إلى حدوث شرارة كهربائية بين المفتاح والأجسام الموجودة على سطح الأرض، مما أوضح أن السحب مُكهْربة. وقد حالفه الحظ في تلك التجربة بالنجاة من الموت ، ولكن تسببت تجربته في وقوع حوادث خطيرة إذ إن بعض الذين قاموا بإطلاق الطائرات الورقية للتحليق أثناء العواصف قد صعقهم البرق.
بين ستيفن أن بعض المواد توصل الكهرباء ، وبعضها الآخر لا يوصل . وقد استطاع نقل الكهرباء المتولدة من دلك أنبوب زجاجي طوله أكثر من 100 متر.
استخدامات الكهرباء الساكنة
أجهزة النسخ التي نراها في المكاتب، على سبيلالمثال، هي ناسخات كهروستاتيكية، تصنع نسخًا من المادة المطبوعة أو المكتوبة بجذب جسيمات الحبر المسحوق إلى الورقة الموجبة الشحنة.
وتستخدم الكهرباء الساكنة أيضًا في المنظفات الهوائية المسماة المرسِّبات الكهروستاتيكية. فهذه الأجهزة تشحن جسيمات الغبار والدخان والبكتيريا وحبوب اللقاح في الهواء بشحنات كهربائية موجبة. وتنقي ألواح تجميع سالبة الشحنة الهواء بجذب هذه الجسيمات الموجبة الشحنة إلى داخل المنظف.

وكذلك فإن البرق ينتج عن الكهرباء الساكنة ، فالعلماء يعتقدون أن قطرات المطر المحمولة في رياح السحب البرقية تكوِّن شحنات كهربائية، حيث تصبح أجزاء من السحاب مشحونة بشحنة موجبة، بينما تصبح أجزاء أخرى مشحونة بشحنة سالبة. وقد تقفز الشحنات بين أجزاء السحاب المختلفة، أو من السحاب إلى الأرض، مما يؤدي إلى توليد الشرارة الكهربائية الضخمة التي نسميها البرق.



يقصد به : مدى قابلية هذا الجسم لانتقال الشحنات الكهربائية خلاله.

أقسام المواد من حيث توصيلها للكهرباء :
-1 أجسام موصلة conductor : هي الأجسام التي تسمح للشحنات الكهربائية بالانتقال خلالها بحرية مثل : الذهب و الفضة و النحاس ( الفلزات بشكل عام ) والماء المالح وبعض الغازات عند درجات حرارة معينة .
2-أجسام عازلة dielectric : هي الأجسام التي لا تسمح للشحنات الكهربائية بالانتقال خلالها مثل : الزجاج و المطاط و الميكا والبلاستيك والهواء العادي الجاف والخشب .
3- أجسام شبه موصلة (أشباه الموصلات): هي أجسام درجة توصيلها للكهرباء تتراوح بين الموصلات والعوازل ويعتمد مدى توصيلها على الشوائب المضافة إليها مثل : السيلكون ، الجرمانيوم ، تستخدم أشباه الموصلات في صناعة المكونات الخاصة بالدوائر الإلكترونية.
تنتقل الشحنات الكهربائية عبر بعض المواد بدرجة أفضل من انتقالها عبر مواد أخرى، حيث تنتقل بسهولة عبر مواد تسمى الموصلات. وتقاوم مواد تسمى العوازل انتقال الشحنات الكهربائية.
تحتوي المواد الموصلة للكهرباء على جسيمات مشحونة تتحرك بحرية عبر المادة. وعند مرور شحنة كهربائية إضافية على الموصل تنتشر الجسيمات المشحونة على سطح المادة. والجسيمات الحرة في معظم الموصلات إلكترونات غير مرتبطة بالذرات، وأيونات في موصلات أخرى.
تعتبر الفلزات موصلات جيدة لأنها تحتوي على عدد كبير من الإلكترونات الحرة، ولذلك تصنع معظم الأسلاك المستخدمة في نقل الطاقة الكهربائية من الفلزات، وخاصة النحاس. وبعض السوائل أيضًا موصلات. فالماء المالح، على سبيل المثال، موصل للكهرباء لأنه يحتوي على أيونات صوديوم وكلوريد حرة الحركة داخل السائل.
وبعض الغازات أيضًا موصلات. ففي حالة تسخين غاز ما إلى درجات عالية تتحرك ذراته بسرعة عالية تؤدي إلى تصادمها، بعضها ببعض، بشدة، مما يجعل الإلكترونات تنفلت منها، وعندئذ يتحول الغاز إلى نوع من الموصلات الكهربائية يسمى البلازما. ومن أمثلة البلازما الغاز الساخن المتوهج داخل المصباح الفلوري، والغازات الساخنة التي تكوِّن الشمس والنجوم الأخرى.

وفي معظم الموصلات تتصادم الإلكترونات المتحركة مع الذرات باستمرار، وتفقد الطاقة، ولكنها تتحرك بحرية تامة، ولا تفقد أي طاقة، في بعض المواد التي تسمى الموصلات الفائقة. وتتطلب الموصلات الفائقة درجات منخفضة جدًا لتؤدي وظيفة توصيل الكهرباء، ولذلك يستخدم هذا النوع من الموصلات في بعض الحالات الخاصة، وقد يستخدم في المستقبل في صناعة المحركات ذات الكفاءة العالية والمولدات وخطوط القدرة.

أما المواد العازلة فتكون الإلكترونات فيها مرتبطة بإحكام بذراتها، ولا تستطيع التحرك بحرية. وعند مرور شحنة كهربائية إضافية على العازل تبقى الشحنة في مكانها، ولا تتحرك عبر المادة. ومن أمثلة العوازل الزجاج والمطاط والبلاستيك والهواء العادي الجاف.

والعوازل مهمة في السلامة الكهربائية، حيث تصنع معظم الحبال الكهربائية من مادة موصلة مغطاة بمادة عازلة مثل المطاط أو البلاستيك. ويستطيع الشخص لمس الحبل المغطى بالمادة العازلة حتى في حالة اتصال الحبل بمأخذ التيار.

أشباه الموصلات هي المواد التي توصل الشحنة الكهربائية بشكل أفضل من العوازل، ولكن ليس بمستوى الموصلات ، ومن أكثرها استخدامًا السليكون. وبإضافة كميات صغيرة من مواد أخرى إلى شبه الموصل يستطيع المهندسون ضبط قدرتها على توصيل الشحنة الكهربائية. وأشباه الموصلات مهمة في تشغيل الحواسيب والآلات الحاسبة وأجهزة الراديو والتلفاز وألعاب الفيديو أجهزة أخرى عديدة.

قانون كولوم Coulomb's Law
مر بنا معرفة أن الشحنات الكهربائية المختلفة تتجاذب والمتشابهة تتنافر ، ومعنى هذا أنه توجد قوى متبادلة بين
الشحنات الكهربائية. ولما كان منشأ هذه القوى الشحنات الكهربائية نفسها، فإنها تسمى قوى كهربائية.

نص قانون كولوم
" تتناسب القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين كهربائيتين تناسباً طردياً مع حاصل ضرب مقدار الشحنتين وعكسياً مع مربع المسافة بينهما عند ثبوت طبيعة الوسط الفاصل بينهما " .


المجال الكهربائي Electric field
قال العالم البريطاني مايكل فاراداي أن لكل شحنة كهربائية حيز يحيط بها و تؤثر من خلال هذا الحيز على أي شحنة موجودة في هذا الحيز ( أي تظهر فيها الآثار الكهربائية (، ويسمى المجال الكهربائي أو المجال الكهرو – سكوني (الكهروستاتيكي)
وبأسلوب آخر لتوضيح مفهوم المجال الكهربائي :
المجال الكهربائي هي مساحة معينة حول أي جسم مشحون كهربائيًا ، ويمكن الكشف عنه بتأثيره على الأجسام المشحونة الأخرى الموجودة في ذات المجال
تتناسب قوة المجال الكهربائي عند أي نُقطة تقع على بُعد ما من جسم المشحون تناسباً طردياً مع كمية الشحنة الموجودة عليه . و عكسياً مع مربع المسافة بين النقطة والجسم .

خطوط المجال الكهربائي :
يمكن النظر إلى المجال الكهربائي على أنه خطوط قوى كهربائية تخيلية تشع من الجسم. ويؤثر المجال الكهربائي على أي جسم مشحون آخر يدخل في نطاقه، بحيث يجعله يغير حركته خلال المجال. ومعنى هذا أن الأجسام المشحونة يؤثر كل منها على الآخر، حتى وإن لم يكن هناك اتصال محسوس بينها، وذلك بسبب المجالات الكهربائية التي تحيط بها. فعلى سبيل المثال تتجاذب الجسيمات مختلفة الشحنة، بينما تتنافر الجسيمات متماثلة الشحنة. وبالتالي فإن خطوط المجال الكهربائي هي خطوط وهمية تمثل مسار شحنة كهربائية موجبة صغيرة جداً إذا تركت حرة في المجال ، واعتماداً على هذا التعريف يمكن ذكر الخصائص التالية لخطوط المجال:

1- خطوط المجال الكهربائي تبدأ من الشحنةالموجبة وتنتهي في الشحنة السالبة ، وإذا اختفت أي من الشحنتين فإن الخطوط تستمر إلى ما لا نهاية .
2- عدد خطوط المجال الكهربائي أو الداخلة عليها يتناسب معمقدار الشحنة .
3- لا يمكن بأي حال من الأحوال أن يتقاطع خطان من خطوط المجالالكهربائي .
4- كلما زادت كثافة الخطوط حول نقطة ما كلما كان المجال عند هذهالنقطة أكبر والعكس صحيح ، والمنطقة التي لا توجد فيها خطوط المجال يكون فيها المجال معدوماً.
ينقسم المجال الكهربائي لنوعين
1- المجال الكهربائي غير المنتظم : هو مجال غير ثابت الشدة ينشئ عن الشحنات النقطية الساكنة
3- المجال الكهربائي المنتظم : هو مجال ثابت الشدةوالاتجاه ينشئ عن الكهرباء المتحركة مثل حركة الشحنات في مقطع سلك صغير أو بين لوحي مكثف (توصيل لوحين معدنيين متوازيان بقطبي بطارية)
حركة شحنة في مجال كهربائي منتظم :
ينقسم التيار الكهربائي إلى نوعين؛ فهو إما أن يكون مستمرًا أو متناوبًا وذلك حسب مصدره.

(صورة)

التيار المستمر : Direct Current-DC :

هو التيار الذي يسري في اتجاه واحد دائمًا، وينتج من البطاريات ومولّدات التيار المستمر، ويستخدم التيار المستمر في التطبيقات ذات الجهد المنخفض مثل إدارة النظام الكهربائي للسيارات، والقاطرات وبعض أنواع المحركات في الصناعة. ومع أن أجهزة المذياع والتلفاز وأجهزة إلكترونية أخرى تستخدم التيار المتناوب، إلا أنها تحتاج أيضًا إلى التيار المستمر لتشغيل دوائرها الداخلية. وتستطيع المقوِّمات تغيير التيار المتردد إلى تيار مستمر بسهولة.

كيف يعمل التيار المستمر DC؟


كما تلاحظ، فالطاقة الإلكترونية تنتقل في اتجاه واحد داخل أجزاء الدائرة الكهربائية، تتدفق فيه الإلكترونات من القطب السالب للدائرة إلى القطب الموجب، ويبقى هذا الاتجاه ثابتاً مع ثبات في الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن.


- التيار المتردد: ِAlternative Current-AC :

هو تيار يقوم بعكس اتجاه سريانه بصورة نظامية، وينتج من مولدات التيار المتناوب هذا النوع عند وصل المولدات الكهربائية الضخمة، والمحركات، وفي التوصيلات المنزلية ، مثل تشغيل المصابيح و المكيفات و السخانات و لكن معظم الإلكترونيات لا تعمل على هذا النوع من التيار .

وفي كل مرة يكمل فيها التيار المتناوب تغييرين في اتجاه سريانه فإنه يكون قد أتم دورة. ويُسمى عدد الدورات في كل ثانية بتردد التيار المتناوب. ويقاس التردد بوحدات تسمى هرتز. وتُوَلَّد الطاقة في كثير من الأقطار، عند تردد 50 هرتز وفي البعض الآخر عند تردد 60 هرتز .

والتيار المتردد يتفوق على التيار المستمر بعدة مزايا منها سهولة وكفاءة نقله من محطات القوى. وتُفقد أقل كمية ممكنة من الطاقة الكهربائية عندما تُنقل عند فروق جهد مرتفعة. ولكن فروق الجهد المرتفعة تشكل خطرًا عند استخدامها في المنازل. وتستطيع أجهزة تسمى المحوِّلات تقليل أو زيادة فرق الجهد المتناوب بسهولة، بينما لا يمكن تغيير فرق الجهد المستمر بنفس السهولة والكفاءة.

كيف يعمل التيار المتردد AC؟


كما تلاحظ، فاتجاه تدفق الإلكترونات في أجزاء الدائرة الكهربائية يتغير عدة مرات في الثانية الواحدة بسبب تناوب القطبين السالب والموجب، ويسمى هذا التيار أيضاً بالتيار المتردد، نظراً لتردد اتجاه التيار بين القطبين السالب والموجب. لهذا السبب، علينا الأخذ بالاعتبار احتساب دالة الوقت عند التعامل رياضياً مع هذا التيار.

علل: يفضل استخدام التيار المتردد عن التيار المستمر
1- لأن التيار المتردد يمكن رفع أو خفض قوته الدافعة بواسطة المحولات الكهربائية
2- التيار المتردد يمر في دائرة بها مكثف
3- التيار المتردد يمكن تحويله الى تيار مستمر

القوة المحركة (الدافعة) الكهربائية (( ق.د.ك)) Electromotive force - emf
لفهم المقصود بالقوة المحركة الكهربائية نحتاج إلى بعض المعلومات المرتبطة بالبنية الذرية , فلكل ذرة إلكترون واحد أو أكثر، يحمل كل منها شحنة كهربائية سالبة , وتحتوي الذرات أيضًا على بروتونات، وهي جسيمات يحمل كل منها شحنة كهربائية موجبة , والشحنات المختلفة تتجاذب، و الشحنات المتشابهة تتنافر, وينبني تشغيل الدائرة على مبدأ التجاذب بين الشحنات المختلفة.


ونعلم مما سبق دراسته أن سريان الإلكترونات في اتجاه واحد يكوّن تيارًا كهربائيًا . بعد ذلك وجد أن القوة الدافعة الكهربائية ( أو ما يسمى بالفولتية) ، هي القوة التي تدفع هذه الإلكترونات لتكون تيارا. أي أن الأكترون يتحرر من الذرة وينطلق متنقل من ذرة إلى أخرى بفعل القوة الدافعة الكهربائية ، والتي تعتبر أيضا – أي القوة الدافعة الكهربائية – بأنها قوة التجاذب الكهربائي الذي يسببه اختلاف الشحنات بين نقطتين في الدائرة، ويوفرها مصدر طاقة كهربائية ( البطارية مثلا )، حيث أن أحد طرفي البطارية سالبا ، و الطرف الآخر موجبا.
(تسمى الإلكترونات التي تتحرر من الذرة وتنطلق متنقلة بين الذرات بالإلكترونات الحرة أو حاملات الشحنة)
وتسري الإلكترونات فعليا من طرف البطارية السالب إلى طرف البطارية الموجب، حيث تولد هذه الحركة الإلكترونية تيارًا كهربائيًا. ولكن العلماء اصطلحوا اعتبار أن سريان التيار الكهربائي يكون من الموجب إلى السالب. فحتى أواخر القرن التاسع عشر الميلادي ظل العلماء يعتقدون خطأ أن التيار الكهربائي يسري في ذلك الاتجاه.

الخلاصة :
لكي تتحرك الإلكترونات المكونة للتيار لا بد لها من طاقة تكتسبها من المولد الكهربائي وتعرف تلك الطاقة بالقوة المحركة الكهربائية للمولد والتي يمكن تعريفها بأنها : مقدار الطاقة التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه .

مثال توضيحي :
إذا فرضنا أن كمية من الكهرباء قدرها 10 كولوم مرت خلال المولد فاكتسبت طاقة مقدارها 20 جول . فإن الطاقة التي يكتسبها الكولوم الواحد هي 20÷10=2جول/ كولوم , وفي هذه الحالة نقول أن القوة المحركة لهذا المولد هي 2جول / كولوم ( فولت ) , ومما سبق يمكن حساب القوة المحركة للمولد من العلاقة التالية : قم = ط / ش وتقاس القوة المحركة الكهربائية بوحدة ( جول / كولوم ) وتكافئها وحدة ( الفولت ) ، ويستخدم جهاز الفولتميتر لقياس القوة الدافعة الكهربية (e.m.f) الناتجة من مصدر كهربي .
سؤال : ما معنى أن القوة المحركة لمولد 2 فولت .
الجواب : أن مقدار الطاقة الكهربائية التي يعطيها المولد لكل كولوم يجتازه = 2 جول

ملاحظات :
1- القوة المحركة ليست قوة بالمعنى الميكانيكي ولكنها طاقة وحدة الشحنات ووحدة قياسها هي وحدة قياس فرق الجهد ( الفولت) .
2- القوة المحركة الكهربائية هي فرق الجهد الكهربائي ، في حالة عدم مرور تيار كهربائي .
3- في حالة مرور تيار كهربائي فإن الفرق بين القوة المحركة للمولدة وفرق الجهد هو أن :
القوة المحركة الكهربائية : تمثل الطاقة المكتسبة لوحدة الشحنات الكهربائية من المولد
بينما فرق الجهد : الطاقة المفقودة من وحدة الشحنات الكهربائية بين هاتين النقطتين في الدائرة الكهربائية .

المقاومة الكهربائية Electrical Resistance
هي خاصية فيزيائية ، تعني اعتراض ( إعاقة ) المادة لمرور الشحنات الكهربائية عبرها. وتحدث المقاومة عندما تصطدم الإلكترونات المتحركة في المادة بالذرات ، وتطلق طاقة في شكل حرارة (تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة ). وتعتبر الموصلات الجيدة، مثل النحاس، ضعيفة المقاومة، مقارنة بأشباه الموصلات، مثل السليكون. أما العوازل، مثل الزجاج والخشب، فذات مقاومة عالية جدًا، يصعب معها مرور الشحنات الكهربائية عبرها. بينما لا تشكل الموصلات الفائقة أي مقاومة لمرور الشحنات عبرها.

تعريف المقاومة الكهربائية :
هي خاصية ممانعة الموصل لمرور التيار الكهربائي فيه مما ينتج عنها ارتفاع في درجة حرارته
وتقاس المقاومة الكهربائية بالأوم ويرمز لة بالحرف ويقرأ اوميغا OMEGA ، ويرمز لها كما في الصورة التالية :


أهمية المقاومة الكهربائية :
رغم أن المقاومة الكهربائية تسبب هدرا لجزء من الطاقة إلا أنها تكون ضرورية لحماية بعض أجزاء الدوائر الكهربائية, ولذلك فهي تصنع لتوضع في بعض أجزاء الدوائر الكهربائية حماية لها ، وتكمن أهميتها في :
أنها تتحكم في شدة التيار المار
وتتحكم أيضا في فرق الجهد بين طرفيها .




للتوضيح :
ويمكن تشبيه المقاومة الكهربائية في عملها عمل محبس الماء حيث لا تسمح إلا بمرور كمية معينة من الكهرباء , وبعض المقاومات تتلف ( تنصهر ) إذا مر بها تيار أكبر من مقدار معين , أما بعض المقاومات فتتميز بأنها تقطع التيار الكهربائي تلقائيا عند تجاوزه مقدار معين , ومن الأمثلة على النوع الأول تلك المستخدمة في السيارات والتي تسمى ( فيوز)


أما النوع الثاني فمن الأمثلة عليه قاطع الكهرباء الذي بداخل عداد الكهرباء الخاص بالمنزل , حيث يلاحظ تسجيل رقم مثل (10A) أي أنه لا يسمح بمرور أكثر من 10 أمبير ( أي 10كولوم/ث ) وفي حالة حدوث ذلك بسبب التماس ببن بعض الأسلاك في الدائرة أو غيره ( هو ما يسمى بالدائرة القصيرة أي عديمة المقاومة ) فإن القاطع يقطع التيار عن الدائرة الكهربائية لحمايتها .


أنواع المقاومات الكهربائية :
وتختلف نوعيتها على حسب كيفية صنعها والمواد المركبة منها وأهم أنواع المقاومات هي:
1- المقاومة الثابتة
2- المقاومة المتغيرة
3- المقاومة الضوئية
4- المقاومة الحرارية


أولا : المقاومة الثابتة Resistor :
تتميز هذه المقاومات بثبات قيمتها وتختلف في استخدامها على حسب قدرتها في تمرير التيار الكهربائي فهناك مقاومات ذات أحجام كبيرة تستخدم في التيارات الكبيرة وأخرى صغيرة للتيارات الصغيرة.

ثانيا: المقاومة المتغيرة Potentiometer or Variable Resistor VR :
مقاومة يمكن تغيير قيمتها حيث تتراوح قيمتها بين الصفر وأقصى قيمة لها فمثلا عندما تقول أن قيمة المقاومة 10KΩ يعني أن قيمة المقاومة تتراوح بين الصفر أوم تزداد بالتدريج يدويا حتى تصل قيمتها العظمى 10KΩ ويمكن تثبيتها على قيمة معينة من 0Ω وحتى 10KΩ ..

ويمكن مشاهدة المقاومة المتغيرة في كافة الأجهزة الصوتية فعندما نريد رفع صوت الجهاز "الراديو" أو نخفضه فإننا نغير في قيمة المقاومة المتغيرة فعندما تصل قيمة المقاومة أقصاها فإن الصوت ينخفض إلى أقل شدة والعكس عند رفع الصوت.

العوامل المؤثرة في مقاومة أي موصل :.
1- نوع المادة المصنوع منها الموصل
2- طول الموصل
3- مساحة مقطع الموصل
4- درجة حرارة الموصل

فالسلك النحاسي الرقيق، على سبيل المثال، أكثر مقاومة من السلك السميك، والسلك الطويل أكثر مقاومة من السلك القصير. و تتفاوت مقاومة المادة أيضًا حسب درجة الحرارة ، وبما أن مقاومة الموصل ( م ) تتناسب طرديا مع طوله ( ل ) وعكسيا مع مساحة مقطعه ( س): م = ثابت × ل ÷ س وثابت التناسب هنا يعتمد على نوع مادة الموصل ويسمى المقاومة النوعية ( من) م = من × ل ÷ س ومن هذه العلاقة يمكن تعريف المقاومة النوعية ( من ) بأنها :
" مقاومة موصل منتظم المقطع طوله وحدة الأطول ومساحة مقطعه وحدة المساحات "
وتتأثر المقاومة النوعية ومن ثم المقاومة الكلية لناقل ما بدرجة الحرارة بشكل طردي حيث دلت التجارب العملية أن المقاومة النوعية تتغير مع درجة الحرارة حسب العلاقة : من د = من. ( أ + ثا × د)
حيث ( من د ) هي المقاومة النوعية للموصل عند درجة ( د ) المئوية .
(من. ) المقاومة النوعية للموصل عند درجة صفر المئوية .
(ثا ) المعامل الحراري للمقاومة النوعية للعنصر وهو ثابت للعنصر الواحد ويختلف من عنصر لآخر
(د ) درجة الحرارة المئوية .

أجزاء و مضاعفات الوحدات :

المضاعفات
اســم المعامل Prefix الرمز معامل الضرب
التيرا Tera T 1012
الجيجا Giga G 109
الميجا Mega M 106
الكيلو kilo k 103
الأجزاء
السنتي centi - c 10-2
الميلي milli - m 10-3
الميكرو micro - 10-6
النانو nano - n 10-9
البيكو pico - p 10-12


‏
جدول قراءة قيم المقاومات
قراءة المقاومات سادس لون خامس لون رابع لون ثالث لون ثاني لون أول لون
المقاومات الرباعية نسبة الخطأ معامل ضرب قيمة اللون قيمة اللون
المقاومات الخماسية نسبة الخطأ معامل ضرب قيمة اللون قيمة اللون قيمة اللون
المقاومات السداسية معامل حراري نسبة الخطأ معامل ضرب قيمة اللون قيمة اللون قيمة اللون

جدول الأكواد اللونية للمقاومات الكربونية

تمسك المقاومة بحيث يكون أحد ألوان الدلالة على اليسار ولون نسبة الخطأ على اليمين
تحسب قيمة الخطأ عن طريق ضرب قيمة المقاومة في نسبة الخطأ أي تضرب قيمة المقاومة في الرقم الموضوع بجانب المائة ثم يقسم الناتج على مئة

كيف تتعرف على لون نسبة الخطأ في المقاومات


ا- لون الخطأ أسمك
ب- لون الخطأ أبعد عن الألوان الأخرى
ت- لون الخطأ أبعد عن الحافة
قراءة المقاومات الرباعية
مثال

قراءة المقاومات الخماسية:
مثال

معادلة حساب قيمة الخطأ


قراءة المقاومات السداسية
مثال


اللون السادس هو لون المعامل الحراري ويكون أكثر سمكاً وعلى يمينك
لحساب المعامل الحراري نتبع نفس طريقة حساب قيمة الخطأ حيث تضرب قيمة المقاومة في المعامل الحراري ويقسم الناتج على مليون ويكون الناتج هو قيمة التغير (الارتفاع / الانخفاض) في قيمة المقاومة عند كل (زيادة/ نقص ) درجة مئوية واحدة والدرجة المثالية هي 20 درجة سليولوزية (مئوية)

مثال:
لدينا المقاومة مرتبة الألوان هكذا ... أحمر......بني...احمر...أسود...اخضر...بني
بالتعويض تكون قيمتها Ω 15000 و بها نسبة خطأ 1% وهذه قيمتها عند الحرارة العادية 20 درجة وبحساب نسبة الخطأ فإن قيمتها ستتراوح بين Ω 15150 و Ω 14850
ومعنى اللون الأحمر الأخير أن ppm تساوي 50
فلنفترض أن حرارتها أصبحت 100 درجة أي بارتفاع 80 درجة فتصبح قيمتها هكذا
نضرب 50 في 15000 ثم نقسم الناتج على مليون ثم نضرب في 80 فتصبح لدينا قيمة الخطأ بسبب درجة الحرارة وهي Ω 60 فقط تضاف أو تطرح للقيمة Ω15000 حسب خامات صنع المقاومة فتكون القيمة من Ω14940 إلى 15060 .
وطالما أن المقاومة لم تتجاوز حدود خطأها فتكون صالحة للعمل في ظروف الحرارة هذه


سلك اللحام والكاوي

مكونات سلك اللحام solder wire

القصدير هو الوسيلة المتاحة لوصل العناصر الإلكترونية معاً لما يتميز به من موصلية للتيار الكهربي و ليونة وسهولة في التشكيل و إمكانية خلطه بخامات أخرى وقد استخدم قديماً لتبييض النحاس حيث أنه يكّون مع النحاس سبيكة برونزية متينة جداً لا يمكن إزالتها بسهولة ولكي يستخدم في صناعة الإلكترونات يضاف إليه عدة خامات أخرى فيستخدم عادة سلك لحام مكون من القصدير والرصاص بنسبة 60% قصديرTIN و 40% رصاص LEAD حيث القصدير لعمل سبيكة اللحام أما الرصاص فهو لزيادة صلابة السبيكة حتى لا يسهل فك اللحام باليد نظراً لليونة القصدير الحر. وتكون درجة انصهار هذا السلك 188ْم. وعندما يستخدم هذا السلك في اللحام الإلكترونى الخاص بالمهنيين يضاف له مادة الفلكس FLUX وهو إما مركب عضوي أو معادل كيميائي ويستخدم للتخلص من الأكاسيد الموجودة على أطراف العنصر المراد لحامه و يمنع تأكسد نقطة اللحام بعد ذلك. وتضاف مادة الفلكس (كلوريد الزنك أو فلورين البوتاسيوم مع حمض البوريك أو أية أملاح مشابهه) بما يعادل 2% من وزن السلك وفي وسطه لتصبح نسبة الرصاص 38% ويستخدم للحام قطع إلكترونية أولية مثل المقاومات و الترانزيستور والمتكاملات العادية.
ولكن عند تطور الصناعة وظهور المتكاملات المركبة سطحياً واحتواء بعض القطع المتكاملة على وصلات داخلية من الذهب أو الفضة لتقليل معامل المقاومة الداخلية وكذلك طلاء أطراف التوصيل الخارجية بالفضة لنفس الغرض إضافة لمنع تأكسدها وجد أن للقصدير خواص ماصة للذهب والفضة مما يؤدي إلى أن تزداد مقاومة الوصلات الداخلية مع الزمن مما أوجب إضافة مواد أخرى لسبيكة اللحام مثل الفضة و الأنتيمون بالنسب التالية (62% قصدير 35.7% رصاص 2% فضة 3% أنتيمون) ولهذه السبيكة نقطة إنصهار 179ْ. وهذا بدوره عزز من فرص اللحامات الجيدة إذا علم أنه تم تصميم القطع الإلكترونية بشكل عام للتتحمل درجة حرارة حتى 260ْم لمدة لا تزيد عن أربعة ثواني. وأن الانتظار على أية نقطة لحام فترة تصل إلى 10 ثواني يؤدي إلى تلف اللوحة المطبوعة بالإضافة إلى تسرب حرارة عالية للقطعة الملحومة مما يهدد بتلفها, وعلى العموم لحام قطعة إلكترونية تحتوي 64 دبوس يستغرق أقل من دقيقة بمعنى حوالي ثانية للنقطة الواحدة وترتفع حرارة القطعة لنحو 50 درجة سليلوزية (مئوية).

سمك سلك اللحام
هناك علاقة طردية بين حجم نقطة اللحام وسمك سلك اللحام ويعتبر مقاس سلك لحام 1ملم مناسباً لمعظم لحامات الفني حيث يعتبر هذا المقاس صغيراً عند لحام أطراف سميكة مثل أطراف محول الإضاءة ونحتاج سلك لحام بمقاس 1.2ملم ولكن يمكن للفني السيطرة على ذلك بسهولة. وأيضاً يعتبر كبيراً عند لحام أطراف متكاملة قريبة الأرجل ونحتاج لسمك 0.8 ملم وأيضاً يمكن للفني السيطرة إذا تحرى الدقة في العمل. وباقي الأعمال تنجز بسهولة مع المقاس 1 ملم لذا يعتبر هذا المقاس مناسباً لفني صيانة الراديو والتلفزيون.

كيفية تحديد جودة سلك اللحام
عند النظر إلى مكونات سلك اللحام يلاحظ أنه كلما زاد القصدير وقل الرصاص احتاج لحرارة أقل وزادت ليونة السلك وعليه فإنه بمجرد لمس السلك باليد يمكن معرفة جودة السلك تبعاً لليونته حيث الليونة دليل على زيادة نسبة القصدير وهذا لا يحتاج لكثير من الخبرة حيث يمكنك مقارنة سلك مضمون مع سلك مشكوك به وكذلك يتضح الفرق عند إجراء عمليات اللحام حيث السلك الجيد يكون طيعاً في العمل ولا يحتاج لكثير من التسخين أي أن عمل نقطة لحام بالسلك الجيد يأخذ زمناً أقل من استخدام سلك غير جيد.
ويظهر جلياً أكثر عند فك اللحام سواء باستخدام الشافط أو باستخدام السلك المحجب فنجد اللحام الذي تم بسلك جيد طيع سهل بالفك أما المحتوي على نسبة عالية من الرصاص فسوف يتلف اللوحة المطبوعة لشدة حاجته للحرارة.
الكاوي Soldering iron
ويستخدم لرفع حرارة عناصر اللحام وصهر سلك اللحام.
الكاوي المثالي هو الذي يمكن تغيير درجة حرارته لتكون بين الحدود 200ْ و480ْ والذي له رأس أبيض لامع و مصقول يبطن طبقة النحاس الداخلية المشكلة لجسم رأس الكاوي والتي تكون بمجموعها مغلفة لسخان الكاوي.

أنواع مكاوي اللحام
كاوي بقدرة واحدة
كاوي بقدرتين
كاوي متغير القدرة (محطة Station )

كاوي بقدرة واحدة (إصبع)
وهو من أبسط الأنواع وتعتمد درجة حرارته على قيمة القدرة W فالكاوي المناسب ذو القدرة 25W ترتفع حرارته حتى 250ْ.
كمية الحرارة مرتبطة إلى حد كبير مع القدرة فالكاوي 30W يرفع الحرارة إلى نحو 300ْ
حيث يستخدم الكاوي من 20W إلى 30W للحام أشباه الموصلات والمقاومات
والكاوي 30W إلى 40W يستخدم في لحام أطراف أكثر سمكاً كأطراف محول الإضاءة ومفتاح off/no
أما الكاوي من 40W إلى 60W فيستخدم لفك ولحام المشتتات الحرارية
Bigger watt not better always الكاوي الأعلى قدرة ليس دائماً الأفضل

وتوجد كاويات الإصبع في نوعين
1- سخان السلك الحراري
2- سخان السيراميك

سخان السلك الحراري


يصنع رأس هذا الكاوي من النحاس أو من سبيكة مشابهة ويكون متجانس ومصمت من الداخل حيث يدخل الرأس في السخان ولاحظ هنا أن جزءاً من الحرارة يتم فقده للخارج

سخان السيراميك


يعالج رأس هذا الكاوي بطرق معينة فيصبح عبارة عن نحاس من الداخل وسبيكة من النحاس والفضة من الخارج وكحت هذا الرأس بمعدن يتلفه
وهو أفضل لاستغلاله الجيد للحرارة والعمر الأطول للسخان

كاوي بقدرتين:

كاوي على شكل مسدس أو إصبع و يحتوي على كبسة لتغيير القدرة ويكون في وضع التشغيل العادي (دون ضغط الكبسة) على قدرة 20W أو حسب التصميم. ونظراً لاستغلاله الجيد للطاقة (لاحظ أن الكاوي الاصبع يدخل الرأس في السخان أما هذا الكاوي فيدخل السخان في الرأس) فإنه يرفع الحرارة حتى 250ْ عندما يكون جهد التشغيل 230VAC أما عند ضغط الكبسة فإنه يتحول ليعمل على قدرة 130W أو حسب التصميم فيرفع الحرارة حتى أكثر من 450ْ ويمنع ضغط هذه الكبسة لأكثر من ثلاثين ثانية كحد أقصي وينصح بضغط الكبسة في حالتين فقط:
عند بداية التشغيل وحتى تصل حرارته القصوى الأولية 250ْ بسرعة.
عند لحام أجسام كبيرة تؤدي إلى تشتيت كبير في الحرارة وفي هذه الحالة تضغط الكبسة وهي ملامسة للجسم مع سلك اللحام حتى يبدأ القصدير بالانصهار ثم ترفع اليد عن الكبسة وتكمل عمليات اللحام.
يجب الحذر تماماً من الإفراط في استخدام كبسة القدرة العالية حتى لا يتعود المكوى على ذلك بمعنى أن الارتفاع العالي لدرجة الحرارة سوف يؤدي إلى تمدد وكبر حجم الرأس الذي يغلف السخان مما يؤدي إلى وجود مسافة بينهما فتتكون طبقة اكسيديه عازلة مع مرور الوقت فيصبح التلامس بين السخان والرأس غير جيد فلا يمكن للكاوى تأمين الحرارة المناسبة بدون ضغط الكبسة بشكل متكرر وعليه يصبح الكاوي خردة.
متغير القدرة (محطة)
الكاوي متغير القدرة (محطة)





وهو من أفضل الأنواع التي تخدم الفني بالإضافة إلى توفيره في الطاقة حيث أنه يستهلك من الطاقة ما قيمته 60W عند رفع الحرارة حتى 450ْ وتكون حدود الحرارة الدنيا له 200ْ ويستهلك من الطاقة عندها حوالي 20W مع لوحة التحكم التي يحتويها الكاوي ويعمل سخان هذا الكاوي على جهد 24VAC في العادة ويتم التحكم في حرارته عن طريق لوحة إلكترونية تحتوي ترياك. أما التغذية الرئيسية للكاوي فتكون على الجهد 220VAC .

يضاف بجانب سخان هذا الكاوي مجس حراري ليتحكم في ثبوت الحرارة عند حد اختيار المستخدم.



رؤوس الكاوي


هنالك عدة أنواع من رؤوس المكاوي حسب الحاجة
1- الانبوبي المخروط المدبب ويشبه قلم الرصاص
2- الانبوبي المخروط المفلطح ويشبه رأس المفك العادي (-)

الرأس الأنبوبي المخروط والمدبب
وهو يشبه رأس قلم الرصاص بمقاسات مختلفة وهنالك علاقة بين الرأس عادة وبين قدرة الكاوي وسمك سلك اللحام ويعتمد كل ذلك على حجم القطع الملحومة.
فإذا كانت فتحة الرأس 15 درجة فنستخدم معه سلك لحام 0.6mm وكاوي قدرته 20W / 15W ويستخدم للحام النقاط الدقيقة للمتكاملات العادية والمركبة سطحياً.
أما الرأس ذو الفتحة 20 درجة فيستخدم معه سلك لحام سمك 1mm وكاوي 20W / 25W ويستخدم للحام معظم القطع المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية
الرؤوس ذوات الفتحات الأكبر غير مناسبة للحام في الأجهزة الإلكترونية إلا في حدود ضيقة جداً مثل بعض نقاط الشاسية المدعم بالحديد …..إلخ. وطبعاً يلزم كاوي قدرة أعلى.

الرأس الانبوبي المخروط المفلطح:
ويشبه إلى حد كبير رأس المفك العادي ( - ) وبكل المقاييس
وهذا النوع قل استخدامه في المهنة على الرغم من إمكانية استغلاله الكبير للطاقة (لا تمتص المادة الملحومة الحرارة بسرعة نظراً للكبر النسبي لحجم الرأس(

شراء الكاوي
يجب دائماً شراء أفضل ما هو متاح من العدد لأن العدة الجيدة تخدمك لسنوات تنسى خلالها أنك دفعت بها ثمن مرتفع ناهيك عن المتعة في استخدام عدد جيدة لما توفره من إتقان وسهولة في العمل ذلك طالما أنك تحسن استخدامها وتقوم بإجراء الصيانة الدورية اللازمة. لذا اقتني الكاوي من محل معروف كوكيل معتمد لصنف هذا الكاوي. حتى تضمن قطع الغيار المناسبة بشكل دوري كلما تطلب الأمر.
أما في البداية فيمكن شراء كاوي إصبع 30W فقط

استخدام الكاوي الجديد لأول مرة
يجب دائماً قراءة وإتباع دليل الأجهزة
عند توصيل الكاوي بالجهد الكهربي سوف يُخرج الكاوي رائحة احتراق وتتصاعد منه الأبخرة
اغمس رأس الكاوي في الفلكس حتى يبدأ الفلكس بالتبخر (بداية سخونة الكاوي) ثم أضف كميات كبيرة من سلك اللحام على رأس الكاوي ودعه ينصهر(الكاوي ساخن تماماً)
افصل الكاوي من الجهد الكهربي مع الحفاظ على وجود القصدير عليه ودعه يبرد
أعد وصل الكاوي بالجهد الكهربي وأعد الخطوات السابقة
بلل الإسفنجة (تباع مع قاعدة الكاوي) بالماء ونظف رأس الكاوي عن طريق مسحه بالإسفنجة عدة مرات.
استخدم خرقة قطنية إذا لم يوجد اسفنجة
اصهر قليل من القصدير(سلك اللحام) على رأس الكاوي حتى يكون الرأس أبيض ولامع ومصقول
ابدأ باستخدام الكاوي ثم افصله من الجهد الكهربي عند الانتهاء من الاستخدام أو عند عدم الحاجة
لاستخدامه فترة تزيد عن النصف ساعة.

تأريض الكاوي
تكون جميع مكاوي اللحام مأرضة (ما عدا الرخيصة( لتقوم:
أولاً: لحماية المستخدم من صدمة كهربية في حال حدوث قصر داخلي مع أن ذلك يعتبر مستحيلاً إلا إذا تم فتح الكاوي من الداخل و إغلاقه بطريقة بشعة.
ثانياً: لحماية القطع الالكترونية من أية شحنات أو جهود قد تتولد على جسم الكاوي.

الصيانة الدورية للكاوي:
ــ قم بغمس الكاوي في الفلكس (إذا كان الكاوي من نوع المحطة فاجعل الحرارة عند أدنى حد) ودعه يسخن حتى يبدأ الفلكس بالتبخر
ــ اصهر القصدير على رأس الكاوي وبعد أن ينتشر القصدير على أجزائه افصله من الجهد الكهربي.
ــ قم وبشكل يومي بصهر القصدير على رأس الكاوي عند أدنى درجة حرارة ولا داعي لفصل الجهد عنه.
ــ عليك القيام بتنظيف أجزاء الكاوي بشكل دوري كل أسبوع.


1- قم بفك الصامولة NUT
2- قم بفك أنبوب حمل وحماية الرأس TIP INCLOSURE
3- قم بفك الرأس TIP
4- قم بفك النبل) NIPPLE وظيفة النبل الحفاظ على السخان من التمدد الزائد ) مهم وجوده
5- نظف هذه الأجزاء وأعد تركيب الكاوي
ــ يجب عدم الضغط على الكاوي لأن ذلك سوف يؤدي إلى كسر النبل الذي يصل بين السخان وأسلاك توصيل الجهد والتحكم ويكون عادة في يد المستخدم.
ــ إذا كنت كريماً وترغب في إعارة عدتك فليس العدة الخاصة بك اشتري عدة أخرى للإعارة.
ــ عند أخذ الاحتياطات اللازمة للحفاظ على الكاوي يبقى أن لا تدعه يقع على الأرض
هل تعلم: إن الكاوي الجيد يبدأ عمره الافتراضي في اليوم الذي يقع به على الأرض إذا تمت صيانته الدورية بشكل دائم.

تنظيف رأس الكاوي:
لا يجوز إطلاقاً استخدام آلة حادة أو خشنة (برداخ) لتنظيف رأس الكاوي إطلاقاً. وإنما نستخدم اسفنجة مبللة بالماء.
يستثنى من ذلك الرؤوس المتجانسة والمصنوعة من الحديد أو النحاس أو من سبيكة ما وتعذر تنظيفها بالإسفنجة فيمكن التجاوز ومحاولة استخدام بعض البرداخ لكحت الأكسدة الموجودة على جسم سطح رأس الكاوي وطبعاً سوف نفقد جزءً من الجسم. وعادة هذه الرؤوس رخيصة ولا يحبذ استخدامها للمحترفين.
يوجد اسفنج خاص لتنظيف رأس الكاوي ومكان خاص له في القاعدة وتبلل الإسفنجة بالماء حسب الشرط التالي: إذا رفعتها بيدك فلا ينقط منها الماء وإذا بدت جافة نعيد إضافة الماء. ولكن لا نجعل الإسفنجة تغرق في الماء لأن في ذلك إتلاف لرأس الكاوي حيث أن الماء الزائد سوف يقوم بتبريد مفاجئ لرأس الكاوي مما يؤدي إلى تلف الرأس بعد فترة قصيرة نتيجة التمدد والانكماش الغير متوقع أما في حالة نقص الماء فإن الإسفنجة هي التي تتلف أما رأس الكاوي

الحصول على اسفنجة فيمكن استخدام قطعة قماش قطنية بدلاً منها وبنفس شروط التبليل.

تبييض سلك من النحاس
ضع على رأس الكاوي قليل من الفلكس وعندما يبدأ بالتبخر أضف إليه سلك اللحام و تأكد أنه أبيض ناصع
استخدم الاسفنجة المبللة بالماء لتنظيف الرأس وأعد صهر القصدير على رأس الكاوي
استخدم الزرادية والقطاعة في تجريد السلك
اغمس طرف السلك النحاسي في الفلكس ثم اصهر الفلكس (على السلك) باستخدام الكاوي
ضع الكاوي على طرف السلك حتى يبدأ الفلكس بالتبخر وعندها أضف سلك اللحام بين الكاوي وسلك النحاس مباشرة ثم اسحب سلك اللحام مع بقاء الكاوي
دع القصدير ينصهر على السلك بشكل إنسيابي ثم اسحب الكاوي ثم اجعل الكاوي ينساب ملامساً للسلك ويصهر القصدير وتحرك ببطء يكفي لانتشار القصدير على أجزاء السلك

للحام الأسلاك المطلية بالورنيش (لاكا)
وهي الأسلاك المستخدمة في لف المحولات والمحركات
بردخ ونظف اللاكا جيداً قبل البدء

قانون أوم
Ohm's Law

يعد قانون أوم من أهم القوانين في فرع الفيزياء الكهربائية ، حيث أثبت العالم أوم بعد سلسلة من التجارب أن التيار الكهربي ( ت ) المار في موصل يتناسب طرديا ( علاقة خطية ( مع فرق الجهد الكهربائي (جـ ) المطبق بين طرفيه،
ويمكن كتابة العلاقة بالقانون التالي : فرق الجهد = ثابت × التيار
يعتبر هذا الثابت هو : "المقاومة الكهربائية"
قانون أوم يصف العلاقة حسابيا بين كلا من فرق الجهد الكهربائي (جـ ) الذي يعبر عن قوة تدفق الشحنات الكهربائية .. وبين المقاومة الكهربائية ( م ) التي تقاوم وتعيق هذا التدفق .. وبين النتيجة الحقيقية لهذا التدفق وهو التيار الكهربائي (ت).

نص قانون أوم :
عند ثبوت درجة الحرارة يتناسب شدة التيار المار في موصل طرديا مع فرق الجهد بين طرفيه . جـ = م × ت
لاحظوا أن العلاقة سهلة وبسيطة جدا .. كلما زاد الجهد او قلت المقاومة كلما زاد التيار المتدفق .. و زيادة المقاومة تحد من مرور التيار كما هو واضح في قانون اوم

ملاحظات :
الجهد ...... بالفولت VOLT -------- ورمزه (V). وتمييزه (V)
التيار ....... بالأمبير AMPERE------ ورمزه (I). وتمييزه.. (A)
المقاومة..... بالأوم OHM---------- ورمزها (R) وتمييزها (Ω)

1- يمكن تطبيق قانون أوم في جزء من الدائرة أو الدائرة ككل مع ملاحظة :
عند تطبيق قانون أوم في جزء من الدائرة يجب أن يكون تعاملنا مع التيار المار في هذا الجزء فقط وكذلك المقاومة ذات الصلة .
عند تطبيق قانون أوم على الدائرة ككل يجب حساب التيار الكلي ، و المقاومة الكلية ، وكذلك يكون تعاملنا مع قيمة جهد المصدر للدائرة .
2- الشكل التالي يلخص قوانين أوم :




المغناطيس واستخداماته :


أنواع المغناطيس
1- مغناطيس طبيعي يستخرج من الأرض هو المعروف بأكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 ، كما أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس عملاق ، وكذلك الشمس والنجوم الأخرى ومعظم الكواكب. فعطارد والزهرة والمريخ لها مجالات مغنطيسية أضعف من المجال المغنطيسي الأرضي ، أما زحل والمشتري ونبتون وأورانوس فمجالاتها وأغلفتها المغنطيسية أقوى نسبيًا مقارنة بالمجال أو الغلاف المغنطيسي الأرضي .

2- مغناطيس صناعي وهو الذي يقوم بصنعه الإنسان ويتم ذلك بثلاث طرق هي :
ا- في المعمل حيث يصهر الحديد ثم يصب في قوالب معرضة لمجال مغناطيسي قوي فتتشكل ثنائيات الأقطاب في الحديد ( حرة الحركة ) بتأثير المجال المغناطيسي ويصبح القالب بعد تجمده عبارة عن قضيب من المغناطيس .

ب- بالدلك كما يحدث عندما تدلك قطعة من الحديد بقضيب من المغناطيس باتجاه واحد فتنتظم الثنائيات مؤقتا .

ج- المغناطيس الكهربائي : يلف سلك موصل ومعزول حول قضيب من الحديد المطاوع ويمرر التيار الكهربائي في السلك , ( الحديد المطاوع : هو أنقى أنواع الحديد ويتميز بأنه قوي الصلابة ونحصل عليه بتقليل نسبة الكربون في الحديد ، ويتميز بأنه يكتسب المغنطه بسهوله عند غلق الدائرة وسرعان ما يفقدها عند فتح الدائرة)..
عند التجربة تلف مئة لفة من السلك المعزول حول قلب الحديد المطاوع

ملاحظة :
الذي يحدث في جميع الحالات السابقة هو انتظام ثنائيات الأقطاب في القطعة بعد مغنطتها ،


للمغناطيس قطبين ، الأقطاب المختلفة تتجاذب والأقطاب المتشابهة تتنافر , وسبب ذلك هو وجود كل منهما في مجال الآخر مما يُخضع كل منهما لقوة مغناطيسية تعمل على تحركيه نحو الآخر .
ولا يمكن الحصول على مغناطيس ذي قطب واحد ( لهذا يسمى المغناطيس ثنائي القطب )

أقسام المواد انجذابها للمغناطيس :
تنقسم المواد في انجذابها للمغناطيس إلى قسمين وهي :
1- مواد مغناطيسية : وهي المواد التي تنجذب للمغناطيس القوي والضعيف مثل الحديد والكوبالت والنيكل .
2- مواد غير مغناطيسية : وهي المواد التي لا تنجذب إلا للمغناطيس القوي مثل النحاس والألمونيوم.

المجال المغناطيسي


تعريف المجال المغناطيسي:
المنطقة المحيطة بهذا المغناطيس والتي يظهر فيها أثر هذا المغناطيس .

تمثيل المجال المغناطيسي:
ويمثل المجال المغناطيسي بخطوط وهمية تسمى خطوط المجال المغناطيسي ( خطوط الحث المغناطيسي ) ، وتشكل بجموعها ما يعرف بالطيف المغناطيسي .





خطوط المجال المغناطيسي :
هي خطوط وهمية يدل اتجاهها عند أي نقطة على اتجاه المجال ، وتخرج من القطب الشمالي وتدخل إلى القطب الجنوبي ، ويتناسب عددها ( عدد خطوط المجال المغناطيسي) تتناسب طرديا مع شدة المجال المغناطيسي .

ولاحظ أنه لا يمكن أن تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي
وسبب ذلك هو لأنه لا يمكن أن يكون لخطوط المجال أكثر من اتجاه عند نفس النقطة ، وبمعنى آخر تشابه اتجاه محصلة القوى عند أي نقطة في المجال .

اتجاه المجال المغناطيسي :
من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة معلقة في تلك النقطة .

شدة المجال المغناطيسي :
شدة المجال المغناطيس: هي القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على وحدة الشحنات الكهربائية الموجبة التي تتحرك بوحدة السرعات عند تلك النقطة في اتجاه عمودي على اتجاه المجال ، ويرمز لشدة المجال المغناطيسي بالرمز ( حم ) ويقاس بوحدة التسلا .

التسلا :
هي شدة المجال المغناطيسي الذي يؤثر بقوة مقدارها واحد نيوتن على شحنة موجبة مقدارها واحد كولوم تتحرك بسرعة واحد متر في الثانية في اتجاه يصنع زاوية قائمة مع اتجاه المجال

المجال المغناطيسي المنتظم :
هو مجال ثابت الشدة ( القيمة ) والإتجاه ، وتكون خطوطه عبارة عن مستقيمات شبه متوازية ( وبمعنى آخر هو المجال الذي تكون كثافة فيضه متساوية المقدار موحدة الاتجاه عند جميع النقاط الواقعة فيه).


أمثلة على المجال المغناطيسي المنتظم :
المجال المغناطيسي بين قطبي مغناطيس على شكل حرف U
المجال المغناطيسي بين قطبين مختلفين
المجال المغناطيسي الأرضي في مساحة محددة ( كأي مدينة مثلا )
ملاحظة :
المجال المغناطيسي غير المنتظم ، هو مجال متغير الشدة أو الاتجاه أو الشدة والاتجاه معا .


المجال المغناطيسي لبعض أشكال التيار

أكتشف أورستد أن أي موصل يحمل تيارًا كهربائيًا يُحاط بمجال مغنطيسي ،( أي أن المغانط ليست المصدر الوحيد للمجال المغناطيسي ) فعندما أحضر أورستد إبرة ممغنطة ووضعها بالقرب من سلك يمر به تيار كهربائي تحركت الإبرة، ونظرًا لأن الإبرة الممغنطة لا تتحرك إلا بتأثير قوة مغنطيسية فإن التجربة أوضحت أن التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغنطيسيًا .



المجال المغناطيسي للتيار المستقيم


سببه :
عندما يسري تيار كهربائي في سلك فإنه ينتج مجال مغناطيسي حول السلك .

شكل المجال المغناطيسي :
يكون على شكل حلقات مركزها السلك( دوائر متمركزة )




قاعدة تحديد اتجاهه :
قاعدة اليد اليمنى المقبوضة و تنص على :
عند لف أصابع اليد اليمنى يشير الإبهام إلى اتجاه التيار الكهربائي ، وبقية الأصابع المُلتفة تشير إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي .



العوامل المؤثرة عليه :
1- شدة التيار "ت" ( تناسب طردي)
حيث لوحظ من التجربة أنه بزيادة شدة التيار الكهربي في السلك يزداد تزاحم خطوط الفيض حول السلك حيث تصبح الدوائر أكثر ازدحاما ونستنتج من هذا ان شدة المجال تزداد بزيادة شدة التيار ( تناسب طردي )
2- بعد النقطة عن مركز السلك "ف" ( تناسب عكسي )
حيث لوحظ من التجربة أن الدوائر التي تمثل خطوط المجال المغناطيسي تتزاحم بالقرب من السلك وتتباعد بتباعدها من هذا أن شدة المجال المغناطيسي للتيار تزداد بالاقتراب من السلك وتقل بالابتعاد عنه .
3- نوع الوسط المحيط بالسلك


دوران ملف موضوع في مجال مغناطيسي منتظم



بتطبيق قاعدة اليد اليمنى على الضلعين المتوازيين نجد أن المجال المغناطيس منطبق على اتجاه التيار ، فتكون القوة المغناطيسية مساوية للصفر .


وبتطبيق قاعدة اليد اليمنى على الضلعين المتوازيين نجد أن المجال المغناطيس يؤثر عليهما بقوتين متعاكستين اتجاههما عمودي على المجال المغناطيسي وبالتالي يحدث ازدواجا ، يعطى عزمه من العلاقة التالية :
عز = ن ت حم س جتاي

س : مساحة الملف ، ي : الزاوية بين اتجاه ( حم ) ومستوى الملف .
جهاز الجلفانومتر ذي الملف المتحرك

وظيفته :
يستخدم لقياس شدات التيار الصغيرة التي تصل إلى 1 ميكرو أمبير ، مع تحديد اتجاهها .

فكرة عمله :
عزم الازدواج الناشئ عن التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي

تركيبه :


مغناطيس قوي على شكل حرف U ,ملف قابل للدوران , نابض خفيف (زنبرك يعمل على إعادة الملف لوضعه الأصلي) , مؤشر متصل بالملف .

طريقة عمله :
عندما يمر تيار في الملف ينشأ عزم ازدواج بسبب تأثير المجال المغناطيسي يعمل على دوران الملف ، وينشأ عزم ازدواج آخر من النابض يقاوم هذا الدوران فيتزن الملف ويتوقف عن الدوران ويشير مؤشر الجلفانومتر لقيمة التيار المراد قياسها .

شرط اتزانه :
تساوي العزمين المتضادين ( العزم الناشئ عن المجال والناشئ عن النابض)
عيوبه :
التيار الكبير قد يؤدي إلى تلفه ( لكبر عزم الملف عن عزم النابض فيتلف النابض وبالتالي الجهاز)
مميزاته :
1- يقس تيارات أقل من الميكرو أمبير
2- لا يتأثر بالعوامل الجوية ( رطوبة وخلافه ) ولا يتأثر بالمغناطيس القريب منه .

ملاحظة :
سمي الجلفانومتر ذي الملف المتحرك بسبب أن الجزء المتحرك فيه هو الملف , وكما يوجد نوع آخر يسمى الجلفانومتر ذي المغناطيس المتحرك لا يستخدم في الوقت الحاضر , وفيه يكون الجزء المتحرك هو إبرة مغناطيسية .

الأميتر :
وظيفته :
جهاز يستخدم لقياس شدة التيارات الكبيرة في الدائرة الكهربائية.
تركيبه : جلفانومتر مضافا إليه مقاومة صغيرة جدا (م ) توصل مع ملف الجلفانومتر على التوازي ( تسمى مجزئ التيار)

السبب: ليحدث تفرع للتيار المراد قياسه (ت) حيث يمر جزء صغير من التيار (ت1) عبر ملف الجلفانومتر والجزء الكبير من التيار يمر عبر المقاومة الصغيرة (م) ( تذكر أن العلاقة بين شدة التيار والمقاومة هي علاقة عكسية وفق قانون أوم)




العلاقة الرياضية :


بما أن المقاومتان على التوازي :
فرق الجهد ثابت
ويكون جـ = جـ .
م. ت1 = م ( ت – ت1 )
م = م. × ت1 / ( ت- ت1)


الفولتميتر :

وظيفته :
جهاز يستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية .
تركيبه :
جلفانومتر مضافا إليه مقاومة كبيرة توصل مع ملف الجلفانومتر على التسلسل (م) , ( تسمى مضاعف الجهد)

السبب :
لتقليل كمية التيار المارة في ملف الجلفانومتر حتى لا يؤثر على شدة التيار المار في الدائرة الرئيسية وتحافظ على سلامة ملف الجلفانومتر.




العلاقة الرياضية :



بما أن المقاومتان على التوالي إذا فرق الجهد غير ثابت ويكون
جـ = جـ . + جـ 1
جـ = ت1 ( م + م )
خامسا : الأفوميتر :

وهو جهاز يمكن استخدامه لقياس شدة التيار أو فرق الجهد أو مقدار المقاومة ويتم ذلك حسب رغبة المستخدم عن طريق قرص يدار ليحدد مجال الاستخدام .
الأجهزة الرقمية الحديثة تقيس أجزاء من المليون بنسبة خطأ لا تتعدى 2% بسبب الممانعة الداخلية المرتفعة جداً للساعة.
يتم تصنيع ساعات رخيصة و شبه دقيقة للهواة ومهما أحسن استخدامها لا تعيش كثيراً. أما ساعات الفنيين فهي غالية … دقيقة وممتعة في الاستخدام وتعيش لسنوات طويلة إذا أحسن استخدامها. أما الفني في مرحلة التدريب فيلزمه ساعة قليلة الإمكانيات متوسطة الثمن وأن يقرأ دليل تشغيلها بعناية.
أي جهاز تقتنيه لا بد أن له دليلاً للتشغيل وهذا الدليل يعلمك استخدام الجهاز بأمان إضافة إلى أنه يعلمك كيفية استغلال تكنولوجيا التصنيع مما يجعل الجهاز أكثر كفاءة وأطول عمراً.
على الفني أن يحسم أمر الأجهزة دائماً فلا يجوز العمل بأي جهاز بدون ثقة تامة في نتائجه ومعرفة جيدة بكيفية استخدامه. وعند الشراء يجب أن يكون ذلك من محل مشهود له بالنزاهة لأن ذلك يخفض من احتمالية الغش التجاري ولا بأس من أن تدفع أكثر قليلاً مقابل الثقة فأنت الرابح في النهاية.


قياس المقاومة الكهربية
1- لو أردنا قياس قيمة مقاومة موصلة بدائرة ما فيجب إزالتها من الدائرة قبل بدء القياس حتى نحصل على القراءة الصحيحة
2- ثم نقوم بلمس طرف المجس الأحمر (الموجب) بأحد أطراف المقاومة وطرف المجس الأسود (السالب) بطرف المقاومة الآخر وسوف تظهر لنا قيمة المقاومة في شاشة الأوميتر
قياس فرق الجهد
لو أردنا قياس قيمة فرق الجهد في المقاومة العلوية فما علينا إلا أن نلامس طرف المجس الأحمر (الموجب) بأحد أطراف المقاومة وطرف المجس الأسود (السالب) بطرف المقاومة الآخر وسوف تظهر لنا قيمة فرق الجهد في شاشة الفولتميتر
قياس شدة التيار
لو أردنا قياس شدة التيار المار في الدائرة فيجب أن نجعل التيار يمر عبر الأميتر لقياسه (أي يجب أن نوصل الملتيمتر بالتسلسل مع الدائرة) فنرى هنا أن التيار يدخل إلى الملتيمتر عن طريق المجس الأحمر ثم يغادره عن طريق المجس الأسود ليكمل دورته في الدائرة.
هناك نوعان أساسيان من الأميترات: القياسية والرقمية.
لا يحتوي الأميتر الرقمي على أي أجزاء متحركة. وعندما يمر تيار من خلال المقياس فإنه يحول الجهد الكهربائي بين نقطتين إلى رمز رقمي ثم يعالج هذا الرمز إلِكترونيًا لحساب التيار.
---- تحقق من ساعة القياس الرقمية لديك


قم بقياس المقاومات الكربونية

ملاحظات هامة عند قياس المقاومات
- المقاومة 560Ω مثلاً سوف تقيس 0.56KΩ والمقاومة 470KΩ سوف تقيس 0.47MΩ خد بالك جيداً من هذه النقطة
- عندما يكون مجسي الساعة فارغين تكتب الساعة OL أي Open Loopبمعنى الحلقة مفتوحة أي لا توجد مقاومة أو أن المقاومة تزيد عن التدريج النهائي 40MΩ
- إذا قاست الساعة مقاومة أقل من القيمة الحقيقية (اللونية) فيحتمل أنك تلامس الأطراف بيديك أو أنك لم تركز في قيمة المقاومة اللونية أو لم تركز في تمييز القراءة لأن عطل المقاومات يكون ارتفاع في القيمة وليس انخفاض

معدات فك اللحام de soldering