+ مقاومتهای رنگی

رسانای الکتریکی (هادی)

به هر ماده ای که بتواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد رسانای الکتریکی یا هادی الکتریک (هدایت کننده جریان الکتریکی ) گویند مانند فلزات و به هر ماده که نتواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد نارسانا یا غیرهادی گویند مانند پلاستیک ، چرم ، کاغذ وغیره

 مقاومت چیست

 مقاومت  جسم هادی دو سری است که در برابر عبور جریان مقاومت می‌کند و ولتاژ دو سر آن متناسب با جریان عبوری از آن می‌باشد
هر هادی الکتریکی در برابر عبور جریان مقداری مقاومت از خود نشان میدهد این مقاومت باعث میشود که جریان عبوری از هادی محدود شود با کم و زیاد کردن مقاومت موجود در مسیر یک مدار میتوان           جریان کل مدار را کنترل کرد .

 

مقدار مقاومت

مقدار مقاومت هادیها بستگی به جنس هادی و طول آن وسطح مقطع آن  دارد که آن را بر حسب اهم می سنجند L/A ρ  R= که  ρ  نشان دهنده جنس هادی و L  طول و A  سطح مقطع می باشد.

    نمایش مقاومت

    در الکترونیک مقاومت را با حرف R (ابتدای کلمه Resistor) نمایش می‌دهند. مقدار ولتاژ دو سر یک مقاومت تنها به مقدار جریان عبوری بستگی دارد. قانون اهم بیانگر این وابستگی می‌باشد:

V/R=I    واحد اندازه گیری مقاومت اهم Ω می‌باشدوهمچنین واحدهای بزرکتری مثل کیلواهم ومگا اهم نیز مورد استفاده قرار می گیرد.  
 تعریف اهم

  یک اهم عبارتست از مقدار مقاومتی که اگر به دو سریک منبع ولتاژ یک ولتی وصل شود جریان یک آمپر از آن عبور کند (طبق قانون اهم)

 کاربردهای مقاومت سیمی
یکی از کارهایی که مقاومت انجام می دهد  این است  که مقداری از جریان را تبدیل به گرما می کند در بعضی جاها ما عمداً برای تولید گرما از مقاومت استفاده میکنیم مثل مقاومت تنگستن لامپ یا سیم مقاومت داری که در سماورهای برقی یا بخاری برقی ها استفاده میکنیم که به آن المنت هم می گویند.
در این جور مواقع که گرما کار مورد نیاز ما را انجام می دهد می گوییم دستگاه انرژی الکتریکی را مصرف کرده اما هر وقت که این گرما را لازم نداشته باشیم می گوییم مقاومت سیم مقداری انرژی الکتریکی رو تلف کرده مثل گرمایی که در سیمهای انتقال انرژی (سیمهای رابط ) تولید می شود .


شکل ظاهری مقاومتها
مقاومت ممکن است چندین حلقه سیم مسی نازک که به دور هسته ای پیچیده شده است باشد ، و یا از مواد نیمه رسانا مانند کربن ساخته شده باشد. مواد نیمه رسانا نسبت به رساناها مقاومت بیشتری در برابر عبور جریان از خود نشان میدهند. مقاومتها به اشکال و اندازه های مختلفی ساخته میشوند که رایجترین آنها ، مقاومتهای رنگی هستند که از آنها در جریانهای پایین استفاده میشود و در جریانهای بالا معمولا از مقاومتهای سرامیکی یا آجری استفاده میشود که نسبت به مقاومتهای رنگی حجم بیشتری دارند .

سمبل مداری مقاومت به این شکلها است

 قرائت مقدار مقاومت

هما نطور که در شکل زیر مشاهده می کنید در مقاومتهای کر بنی با چهار رنگ مشخص شده است که عدد که رنگ اول ودوم نمایانگر عدد ورنگ سوم مشخص کننده تعداد صفر جلوی عدد ورنگ چهارم

بیانگر درصد خطا می باشد به عنوان مثال اگر مقاومتی از رنگهای قرمز -بنفش -سبز تشکیل شده باشد مقدار آن2700000 اهم یا 2.7مگا اهم است

 

رنگ

شماره

سیاه

0

قهوه ای

1

قرمز

2

نارنجی

3

زرد

4

سبز

5

آبی

6

بنفش

7

خاکستری

8

سفید

9

 

درصد خطای یک مقاومت :

رنگ چهارم درصد خطای مقاومت ( تولرانس ) را نشان می دهد . و در مثال بالا رنگ چهارم طلائی است و لذا خطای مقاومت فوق مثبت و منفی 5 درصد است . یعنی مقدار این مقاومت 5 درصد

بیشتر یا 5 درصد کمتر از 270 کیلو اسهم است . در زیر میزان خطا برای رنگ های قهوه ای ، قرمز ، طلائی و نقره ای نشانداده شده است .

قهوه ای  ±1%

قرمز  ±2%

طلائی  ±5%

نقره ای  ±10%

 

مختصر نویسی مقدار مقاومتها :

در نقشه ها معمولاً بمنظور تند نویسی و مختصر نویسی ممکن است از عبارات مخففی نظیر R  استفاده شود . در زیر مثالهائی برای اطلاع علاقمندان آورده شده است .

560R means 560
2K7  means 2.7 k = 2700
39K  means 39 k
1M0  means 1.0 M = 1000 k

  ولتاژ

     ولتاژ یک نیروی ذخیره شده است که باعث به حرکت در آوردن الکترونها میشود وآن را باVنمایش میدهند وواحد آن ولت است

  جریان

    حرکت الکترونها در یک هادی (سیم) را جریان الکتریکی گویندو آن را باI نمایش می دهند وواحد آن آمپر است

  قانون اهم

    رابطه بین این سه کمیت مقاومت ، جریان ، ولتاژ آقای اهم کشف کرده بدین صورت

V = I × R

یا

I =

 V

 R

 

 یا

R =

 V

 I

 

    مقاومت / ولتاژ= جریان عبوری از سیم  I=V/R

   که  این معادله را به این صورت ها هم می توان نوشت                    
   جریان / ولتاژ = مقاومت  R=V/I

   جریان × مقاومت = ولتاژ    V=R/I 
   در مدار الکتریکی هر چه فشار الکتریکی (ولتاژ) رو افزایش دهیم در صورت ثابت بودن مقاومت مدار جریان نیز بیشتر میشود
   مثال
   فرض میکنیم که یک مقاومت 5 اهمی داریم دوسرش رو به یک منبع ولتاژ 10 ولتی وصل کرده ایم میخواهیم ببینینم که چه جریانی از مقاومت عبور میکند
 I=10/5 = 2 A 
   پس جریان دو آمپر از مقاومت عبور میکند حالا اگر به جای مقاومت 5 اهمی مقاومت 4 اهمی قرار بدیم جریانی که مقاومت از منبع تغذیه دریافت میکند 2.5   آمپر میشود

     پس نتیجه میگیریم که هر مقاومت یا هر مصرف کننده فقط به اندازه مورد نیاز خود از منبع تغذیه، جریان میکشد.
   توجه داشته باشید وقتی یک منبع به مقاومتی جریان میدهد این جریان از خود منبع تغذیه هم عبور میکند
 
 

 

   توان

  از حاصلضرب جریان و ولتاژ بدست می آید واحد آن وات (W) است یعنی توان یک منبع 12 ولتی 2 آمپر  24=12*2  وات است که نشان دهنده قدرت آن میباشد

   برای هر عنصری که در یک مدار الکتریکی وجود دارد میتوان توان را محاسبه کرد بطور کلی دو نوع توان در یک مدار وجود دارد   1- توان تولیدی که توسط منبع تغذیه تولید میشود    2- توان مصرفی که                  

   توسط مصرف کننده ها مصرف میشود ، در یک مدار همیشه توان تولیدی با توان مصرفی برابر است (در صورت صرفنظر کردن از تلفات سیمهای رابط)

   توانی که یک مقاومت مصرف میکند به جریان عبوری از آن بستگی دارد که طبق رابطه زیر محاسبه میشود

P=R*I^2

  بطور کلی سه فرمول برای توان میتوان نوشت

P=V^2/R 

P= V*I 

P=R*I^2 

  انواع مقاومت

  الف)ثابت

        1)مخلوط کربن(لایه کربن)

          2)لایه ای(لایه فلز- لایه اکسید فلز)

          3)سیمی(لایه اکسید فلز)

   ب)قابل تنظیم

         1)ولوم

           2)پتانسیومتر

   ج)متغیر(وابسته)

       1)وابسته به حرارت ((PTC-NTC

        2)وابسته به نورLDR

        3)وابسته به ولتاژVDR

  مقاومتهای ثابت

  مقاومت کربنی:کربن با عبور جریان از خود مقاومت نشان می دهد بنابر این در ساخت این مقاومت از ترکیب پودر کربن (گرافیت)+صمغ+مواد مقاوم(که در اثر حرارت وفشار به شکل دلخواه در                   می آید)        مقدار مقاومت=گرافیت/دیگر مواد

 

  مزیتهای این نوع مقاومت ارزانی وکوچکی وامکان ساخت تا100مگااهم  وعیوب آن داشتن ضریب حرارتی بالا وتولید اغتشاش زیاد وثبات کم

  مقاومت لایه ای: ابتدا روی میلهای از سرامیک شیارهایی حلزونی ایجاد می کنند وبعد روی آن لایه نازکی از کربن یا فلز ویا اکسید فلز رسوب می دهند که نوع کربنی ضریب حرارت     ونویز  کمی دارد وارزان است ونوع فلزی آن قیمتش بالاست

  مقاومت سیمی:سیم مقامت داری از جنس آلیاژ(نیکل-مس-...)را بر روی استوانه ای سرامیکی می پیچند وآن را در یک محفظه سیمانی با مقطع مربع یا مستطیل قرار می دهند وبه مقاومت         آجری معروفند وبرای توانهای بالای 2 وات استفاده می شودبه عنوان کاهش دهنده ولتاژدر تلویزیونهای لامپی استفاده می شدوگاهی به عنوان مقاومت فیوزی (محافظتی) استفاده می شود زیرا اگر                                               جریان زیادی از آن عبور دهیم سیم داخلی آن مانند مقاومت می سوزد مزیت آن این است که به هنگام سوختن شعله ور نشده وکاملا قطع می گردد وعیب آن داشتن خاصیت خود القاییست که با                      پیچیدن سیم به صورت دولایی(فیلار)وسیمهای رفت وبرگشت وایجاد جریانهای مساوی مخالف تا حد زیاد خاصیت خود القایی آن را کم می کنند 

 

   نکته:مقاومتهای کربنی ولایه ای پس از سوختن مقدار مقاومتشان افزایش می یابد وما از این راه می فهمیم مقاومت معیوب است

 

 مقاومتهای قابل تنظیم

 

 

 

   ولوم:چون اولین با ر به عنوان تغییر دهنده حجم صدا استفاده شده ولوم نامیده شده وسه نوع است 1)چرخان (دوتایی-سه تایی) 2)کشویی   3)ولوم استریو(ولوم دوبل)در نوع چرخان دوتایی وسه

 

  تایی هم محور هستند و با تغییر یک دسته بطور هم زمان مقدار آن تغییر می کند در ولوم استریو دسته ولوم دارای دو استئانه هم محور است که بطور مستقل هر یک ولوم مربوط به خود را تغییر می

 

  دهند البته بعضی از ولومها علاوه بر ولوم کلیدهم هستند.

 

 

 پتانسیومتر:از کربن ساخته شده ومعمولا برای توانهای حدود 2وات استفاده می شود برای توانهای بالا از نوع سیمی استفاده می شود وبه وسیله پیچ گوشتی تغییر می کن

 

 

 

 

 

 

 

 

  مقاومتهای وابسته

 

 

ترمیستور یا مقاومت تابع حرارت:

 

 

 

  الف)NTC :در صورت بالا رفتن دما مقدار مقاومت کاهش می یابد وآنرا از جنس اکسیدهای مختلف فلزات مثل آهن ومنگنز می سازند وبرای جلوگیری از ازدیاد جریان در لحظه روشن شدن دستگاه

 

  استفاده می شود  NTC   که در رادیو استفاده می شودعدسی رنگی (قرمز یا سبز ویا سفید است) واگر بسوزد قطع می شود و   NTC   که در تلویزیون استفاده می شودلولهای شکل وبا فیلامان    

 

  سری می شود

 

   تا جریان به تدریج وارد تلویزیون شود زیرا در ابتدا سرد است

 

                                                                                                     

 

 

  ب)PTC:در اثر بالا رفتن حرارت مقدار مقاومت آن افزایش می ابدمقداراهم آ« در حرات 25 درجه بیان می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

   مقاومت تابع نور:

 

 

  فتو رزیستور یا   LDR مقاومتهایی هستند که مقدرار مقاومتشان با نور تغییر می کند که از سولفیت کادمیم ساخته شده و با تابیدن نور اهم آن کم می شوددر نور معمولا کمتراز 10اهم ودر تاریکی

 

  بیشر از 100کیلو اهم در مدارات به عنوان نو سنج مورد استفاده قرا ر می گیرند.

 

 

 

 

 

 

 

 


 

  مقاومت تابع ولتاژ:

 

   مقدار مقاومت با افزایش ولتاژ کاهش می یابد جهت ثابت نگه داشتن ولتاژ وهمچنین محافظت در برابر ولتاژ استفاده می شود.

 

...
ادامه مطلب
نویسنده : ستار ; ساعت ٥:٥۳ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٩/۱٢/۱٠
تگ ها:
comment نظرات () لینک


+ رنگین کمان

 

گفتار نوزدهم: گروه آموزشی علوم تجربی

 

رنگین کمان

 

مقدمه :

انسان از دوران باستان همیشه در پی کشف اسرار و حقایق پدیده های مختلف بوده است. در این میان پدیده های آسمانی بیشتر مورد توجه متفکران بوده و از آنجا که انسان ذاتاً زیبایی را دوست دارد به پدیده ی رنگین کمان توجه خاصی داشته و همیشه در این اندیشه بوده است که این زیبایی وهارمونی رنگی نمناک چگونه پدیده می آید؟

هفت رنگ متفاوت به حالت کمانی شکل و موقع اتمام باران در روزهای آفتابی؟!

این مسأله همچنان در پرده ی ابهام بود تا اینکه روز یکشنبه در اواخر بهار سال 1664 میلادی و در شهر کمبریج انگلیس راز این پدیده آشکار شد. نیوتن که به همراه دوستانش به دیدن یک سیرک رفته بود متوجه شیء درخشانی در لباس یکی از شعبده بازان شد او خیره درخشندگی آن شیء شد. سپس او یکی از آنها را خرید و به آزمایشاتی روی آن پرداخت. آن شیء یک منشور بود او توسط نور خورشید و تاباندن آن به یک منشور توانست نور سفید را به هفت رنگ متفاوت ، قرمز ، نارنجی ، زرد، سفید ، آبی ، نیلی و بنفش که بعد ها آن را طیف نامید تجزیه کند. این کشف او راز پیدایش رنگین کمان را آشکار نمود.

برای بررسی بیشتر پدیده ی رنگین کمان و علل پیدایش این قرص روشن در آسمان نیلگون باید ابتدا قوانین بازتاب را مرور کنیم و بعد پاشیدگی نور سفید را مورد مطالعه قرار دهیم.

می دانیم که در بازتاب ، زاویه تابش با زاویه بازتابش برابر و مساوی است و اگر سطح صاف و مسطح داشته باشیم، همه ی بازتاب ها در یک جهت و با هم موازی تابیده می شوند ولی اگر سطح ما صاف و مسطح نباشد بازتاب ها هر کدام در جهت های مختلف بازتابیده خواهند شد.

 

پاشیدگی نور

تجزیه ی نور سفید به نورهای تشکیل دهنده اش را پاشیدگی نور گویند.

نیوتن اولین کسی بود که نور سفید را توسط یک منشور به نور ساده تجزیه کرد . آنرا طیف نور سفید نامید که یک طیف پیوسته است. طیف پیوسته طیفی را گویند که هیچ مرز مشخصی بین رنگهای آن نباشد.

یک منشور به هنگام تجزیه نور سفید برای نور قرمز کمترین ضریب شکست و برای نور قرمز کمترین ضریب شکست و برای نور بنفش بیشترین ضریب شکست را از خود نشان می دهد که این امر باعث ترتیب خاصی در تجزیه نور سفید می شود. (شکل 1)

 

 

 

در دو منشور مشابه که یکی نور سفید را تجزیه می کند و دومی آنها را با هم ترکیب می کند. (شکل2)

 

 

 

 

قرص نیوتن صفحه ای دایره ای شکل است که به چهارده قسمت مساوی تقسیم شده است که هر قطعه به ترتیب به رنگ هایی از قرمز تا بنفش رنگ آمیزی شده است. ( شکل 3)

 

 

 

اگر این قرص به سرعت در مقابل چشم ناظر بچرخد به رنگ سفید مایل به خاکستری ناظر بچرخد به رنگ سفید مایل به خاکستری به نظر می رسد . علت این پدیده در واقع این است که وقتی قرص به سرعت می چرخد احساسی از نور قرمز بر روی پرده ی شبکیه چشم ناظر ایجاد شده و لحظه ای دوام می آورد در همین مدت اندک نورهای نارنجی ، تا بنفش به شبکیه رسیده و بر روی هم می افتند . انطباق این هفت رنگ در یک لحظه باعث می شود که ناظر آن را سفید ببیند.

حال به این مسئله می پردازیم که چگونه رنگین کمان در آسمان پدید می آید؟

پرتوهای نور خورشید پس از برخورد با قطره های باران از جهت های مختلف آن خارج می شوند در واقع این پرتوها هنگام ورود به داخل قطره که مثل یک منشور عمل می کند می شکنند. با توجه به شکل (4) قسمتی از پرتوها در داخل قطره باز می تابند و قسمتی در جهت هایی بر قطره به زاویه حد می رسند. و قسمتی در جهت پرتوهای بازتابیده می شود. همین خارج شده قسمت عمده ی پرتو در یک جهت است که تشکیل رنگین کمان را امکان پذیر می کند که البته علت اینکه9 خروج پرتوهای نور در یک جهت معین از سایرجهات بیشتر است قوانین بازتاب و شکست نور می باشد.

 

 

 

 

 

از شکل پیداست اکثراً پرتوهای نور خورشید پس از برخورد با قطره به صورت یک مخروط به عقب بر می گردند مرکز این مخروط دقیقاً مقابل خورشید واقع می باشد که این مخروط یک کمان نورانی در مقابل خورشید بوجود می آورد که از روی زمین تنها قسمتی از این کمان کامل دیده می شود لبه ی روشن این کمان است که رنگین کمان را تشکیل می دهد. رنگ های رنگین کمان به دلیل پدیده ی شکست که به رنگ های از قرمز تا بنفش مجزا می شوند. شکل (4) رنگ های مختلف نور سفید در داخل قطره باران سرعت های مختلفی را دارند و همچنین طول موج های متفاوت بنابراین به جهت های مختلف می شکنند. همین موضوع باعث تجزیه ی رنگ ها می شود . کسانی که به رنگین کمان نگاه می کنند چنان محو رنگ ها می شوند که عملاً توجهی به قرص درخشان که همان لبه های رنگین کمان است نمی کنند.

منابع:

-      مفاهیم فیزیک را چگونه درک کنیم. نویسنده لوئیز ایپشتین

-      نور هندسی، انتشارات فاطمی

-      نیوتن ، انتشارات کتاب همراه

-      کتاب فیزیک (1) اول دبیرستان شرکت چاپ و نشر ایران

سال تحصیلی 85-1384

 

نویسنده : ستار ; ساعت ٧:٤٩ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٩/۱٢/٧
تگ ها:
comment نظرات () لینک


+ به پرشین بلاگ خوش آمدید

بنام خدا

كاربر گرامي

با سلام و احترام

پيوستن شما را به خانواده بزرگ وبلاگنويسان فارسي خوش آمد ميگوييم.
شما ميتوانيد براي آشنايي بيشتر با خدمات سايت به آدرس هاي زير مراجعه كنيد:

http://help.persianblog.ir براي راهنمايي و آموزش
http://news.persianblog.ir اخبار سايت براي اطلاع از
http://fans.persianblog.ir براي همكاري داوطلبانه در وبلاگستان
http://persianblog.ir/ourteam.aspx اسامي و لينك وبلاگ هاي تيم مديران سايت

در صورت بروز هر گونه مشكل در استفاده از خدمات سايت ميتوانيد با پست الكترونيكي :
support[at]persianblog.ir

و در صورت مشاهده تخلف با آدرس الكترونيكي
abuse[at]persianblog.ir
تماس حاصل فرماييد.

همچنين پيشنهاد ميكنيم با عضويت در جامعه مجازي ماي پرديس از خدمات اين سايت ارزشمند استفاده كنيد:
http://mypardis.com


با تشكر

مدير گروه سايتهاي پرشين بلاگ
مهدي بوترابي

http://ariagostar.com
نویسنده : پرشین بلاگ ; ساعت ٧:٤٧ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٩/۱٢/٧
تگ ها:
comment نظرات () لینک