أسباب تسرب المياه من الثلاجة

على الرغم من أن مقاومات السلكية واحدة من أقدم المقاومات وقد حلت محلها مقاومات أحدث مثل أكسيد المعدن ومقاومات الأغشية المعدنية ومع ذلك لا تزال تُصنع حتى يومنا هذا لأنه يمكن إنتاجها بدقة شديدة ولها خصائص ممتازة لقيم مقاومة منخفضة وتقديرات قوة عالية حيث يفضل استخدامها في العديد من التطبيقات عالية الطاقة مثل الصمامات وقواطع الدائرة وهي تستخدم في الغالب كمقاومة للطاقة حيث يجب تبديد قدر أكبر من الطاقة.

المقاومة السلكية

المقاومة السلكية Wire wound Resistor

ستتعرف في هذه المقالة على ماهية المقاومة السلكية ومما تتكون وطريقة العمل وأنواعها ومزايا وعيوبها في التطبيقات المختلفة.

ماهي المقاومة السلكية؟

المقاومة السلكية هي عبارة عن جهاز كهربائي يحد أو يقيد تدفق التيار في الدائرة، تستخدم هذه الأنواع من المقاومات سلكاً ذو مقاومة عالية ملفوفاً حول قلب عازل لتوفير المقاومة.
تتغير المقاومة من 1ohm إلى 1Mega Ohm، و يمكن أن يتغير تبديد الطاقة من 5 إلى 50 watt، وقد يتراوح مدى التفاوت من 5٪ إلى -10٪.

بناء المقاومة السلكية

تتميز مادة السلك بمقاومة عالية وعادة ما تكون مصنوعة من سبيكة مثل النيكل والكروم (نيتشروم) أو سبيكة من النحاس والنيكل والمنجنيز تسمى مانجانين، ومع ذلك فإن أكثر المواد المستخدمة شيوعاً هي السيراميك والبلاستيك والزجاج.
تصمم المقاومة السلكية بالمواد بما في ذلك معامل درجات الحرارة المنخفضة والمقاومة العالية، يمكن بناء المقاومة باستخدام سبائك مثل المنجانين أو الكستانتان، ويتم تصنيع طرفي المقاومة من سبيكة معلبة، ويتغير تكوين المقاومة بناءً على الدقة المطلوبة حيث تعتمد قيمة المقاومة على مقاومة السلك والمقطع العرضي والطول ونظراً لأنه يمكن التحكم في هذه القيم يتم ضمان مقاومة عالية الدقة في متطلبات التحمل العالية ، يتم قياس قيمة المقاومة لتحديد الطول المطلوب لقطع السلك، سيكون قطر السلك صغيرًا جدًا وسيكون الطول طويلًا جدًا عند إنشاء مقاومة عالية.
وعند إنتاج مقاومة سلكية لقيم مقاومة أقل بالنسبة لمعدلات الطاقة المنخفضة، يجب استخدام سلك رفيع جدًا على الرغم من أن التعامل مع سلك رفيع جدًا قد يؤدي أي ضرر إلى فصل السلك بعد اللف لذلك يتم حمايته جيداً من الرطوبة لمنع التآكل الإلكتروليتي.

ما هي العوامل التي تتوقف عليها قيمة المقاومة السلكية؟

تعتمد مقاومة السلكية بشكل أساسي على ثلاثة عوامل هي:

1. مقاومة السلك المعدني: تتناسب المقاومة السلكية تناسباً طردياً مع مقاومة السلك المعدني، إذا كان السلك المعدني ذو مقاومة عالية فإنه يعارض التيار الكهربائي الضخم وبالتالي فإن السلك يعطي مقاومة عالية للتيار الكهربائي وفي المقابل فإن السلك المعدني الذي يحتوي على مقاومة أقل يمكن أن يمنع كمية أقل من التيار الكهربائي وبالتالي يوفر مقاومة أقل للتيار الكهربائي.
2. طول السلك المعدني: تتناسب المقاومة السلكية تناسباً طردياً مع طول السلك المعدني، إذا كان طول السلك طويلاً فستكون المقاومة عالية بسبب تدفق الإلكترونات إلى مسافة كبيرة. لذلك فإن احتمالية اصطدام الإلكترونات بالذرات عالية لذا فإنها تفقد طاقتها في صورة حرارة وبالتالي سوف تتدفق كمية صغيرة من الطاقة عبر المقاومة.
3. منطقة المقطع العرضي للسلك المعدني: تتناسب المقاومة السلكية تناسباً عكسياً مع منطقة المقطع العرضي للسلك المعدني، إذا كان للسلك المعدني مساحة مقطعية صغيرة فإنها توفر مساحة كافية لتدفق الإلكترونات لذلك هناك فرصة منخفضة لتصادم الإلكترونات عبر الذرات لذلك سيتم توفير كمية كبيرة من التيار الكهربائي من خلال المقاومة.

خصائص المقاومة السلكية

تتميز المقاومة السلكية بالعديد من الخصائص التي تميزها عن غيرها من المقاومات وفيما يلي أهمها:

1. المقاومات السلكية قادرة على تبديد قدر كبير من الطاقة: حيث تستخدم في التطبيقات عالية الطاقة فمثلا يمكن تصميم المقاومة السلكية لتثبيتها في غرفة التبريد لتبديد مستويات طاقة أعلى بأمان - بعضها يصل تصنيفها إلى 2.5 كيلو واط.
2. المقومات السلكية عالية الدقة: إن استخدام سلك المقاومة في هذه الأنواع من المقاومات جعلها ذات دقة عالية فنجد أن لدى بعضها تفاوتات أولية تصل إلى 0.005٪ ولذلك نجد بعض التطبيقات مثل أدوات القياس تجد هذا مفيدًا.
3. تتميز المقاومة السلكية باستقرار في درجات الحرارة العالية: تتمتع مقاومات الجرح السلكية باستقرار شديد في درجات الحرارة العالية خاصة عند مقارنتها بأنواع المقاومات الأخرى يمكن تحقيق ذلك إذا تم استخدام سلك المقاومة للحصول على معامل مقاومة بدرجة حرارة منخفضة جدًا وسيكون للمقاوم النهائي TCR منخفض.
4. استقرار على المدى الطويل: من الخصائص الرئيسية الأخرى للمقاومة السلكية هي الاستقرار طويل الأمد فمع مرور الوقت تتغير قيمة جميع المقاومات لكن مقاومات الجرح السلكية لديها فرصة ضئيلة جداً للتغيير هذا لأنها مصنوعة من مواد مستقرة.
5. قدرة على امتصاص النبضات: المقاومة السلكية قادرة على تحمل نبضات الجهد العالي ويتم تحقيق ذلك بمساعدة كتلتها الحرارية العالية ومرونة السلك في المقاومات ، مما يمنحها القدرة على امتصاص مستويات أعلى بكثير من متوسط تقييماتها لفترات قصيرة دون التعرض للضرر أو تغيير في مقاومتها.
6. قابلة للتخصيص: حيث يمكن تخصيص المقاومة السلكية بسهولة للحصول على مقاومة محددة يطلبها العميل.
7. ضوضاء أقل: تنتج ضوضاء أقل يتم استخدامها بشكل خاص في التطبيقات التي لا تتطلب ضوضاء.

أنواع المقاومة السلكية

يتم تصنيف هذه المقاومات إلى نوعين كما يلي:

المقاومات الدقيقة

تعمل هذه الأنواع من المقاومات بدقة عالية باستخدام درجة حرارة منخفضة وتُستخدم مقاومات الجرح السلكية الدقيقة في عدد من التطبيقات المختلفة مثل أدوات الاختبار والمقاييس المتعددة وقياس الجسور ومعدات المعايرة وما إلى ذلك، لا يمثل تبديد الطاقة مشكلة في هذه التطبيقات لأن تياراتها ومستويات الجهد لها هي الحد الأدنى، تحتاج المقاومات أيضاً إلى معامل مقاومة بدرجة حرارة منخفضة ربما 5 جزء في المليون / درجة مئوية ، يجب أن يكون الثبات على المدى المنخفض منخفضاً وربما أقل من 40 جزء في المليون في السنة، باستخدام هذه الأرقام يمكن اختيار مستويات تحمل المقاومة الأساسية البالغة ± 0.01٪. تحافظ هذه الأرقام على المقاومة المطلوبة لفترة طويلة من الزمن.

مقاومات الطاقة

هذه الأنواع من المقاومات هي من النوع غير الاستقرائي وتعمل في درجات حرارة عالية وتشمل تطبيقات هذه المقاومات بشكل أساسي تطبيقات عالية الطاقة ، وتتراوح قدراتها حتى 1 كيلو واط أو 2.5 كيلو واط، تتوفر عدة أنواع من المقاومات بأسلاك الطاقة.
تغليف راتينج السيليكون : تم تصميم تنسيقات التغليف هذه لمقاومات منخفضة الطاقة، إنها مدمجة ويمكنها تحمل درجات حرارة عالية تصل عادة إلى 300 درجة مئوية لكن لا يتوقع أن تصل إلى أقصى حدودها.
طلاء المينا الزجاجي : يتم تحديد هذه المقاومات للتشغيل حتى درجات حرارة تصل إلى 400 درجة مئوية ولكن لا ينصح باستخدام درجات الحرارة في معظم الأجهزة الإلكترونية، يمكن أن يعزل الطلاء تماماً عند درجة حرارة منخفضة لكنه يعمل بشكل سيئ عندما ترتفع درجة الحرارة نحو الطرف العلوي من النطاق، تتراوح قيم المقاومة لهذه المقاومات من ~ 1Ω إلى ~ 10kΩ أو نحو ذلك.
علبة الألمنيوم : تستخدم هذه الأنواع من التصاميم لأعلى مستوى للطاقة، تحتوي المقاومات على قلب سيراميك مع طلاء راتنج السليكون الذي يحتوي على مادة الألمنيوم البثق غالباً ما يتم معالجته بأكسيد بلون ذهبي لضمان عزل كهربائي جيد وتثبيط السطح، وعادة ما يتم تصنيع غلاف الألومنيوم للمقاوم بزعانف طفيفة ومصمم ليتم تثبيته في غرفة التبريد، تتمتع الأجزاء الداخلية بالقدرة على توصيل أكبر قدر ممكن من الحرارة لعلبة الألومنيوم.

مزايا وعيوب المقاومة السلكية

تتمتع المقاومة السلكية بالعديد من المزايا ويوجد بها بعض العيوب كما يلي:

مزايا المقاومة السلكية

• يتم استخدامها في الدوائر عالية الطاقة.
• لا تتأثر بالضوضاء.
• ثابتة حراريا.

عيوب سلك المقاومة السلكية

• تستخدم هذه المقاومات للترددات المنخفضة فقط لأنها تعمل كمحث عند الترددات العالية لذلك يتم استخدام المقاومات غير الحثية للترددات العالية.
• باهظة الثمن نظراً للتكلفة العالية.
• كبيرة في الحجم.

تطبيقات المقاومة السلكية

هناك العديد من التطبيقات التي تستخدم المقاومة السلكية وهي:

• تستخدم في قواطع الدائرة أو كصمامات.
• تستخدم كمستشعرات تيار.
• تستخدم في أجهزة محول الطاقة.
• تستخدم في الفضاء والدفاع.
• تستخدم في أجهزة الصوت والفيديو
• تستخدم في موازنة التيار والجهد.
• تستخدم في اتصالات.
• تستخدم في أجهزة الكمبيوتر.
• تستخدم في المعدات الالكترونية الطبية.
• تستخدم في أنظمة التحويل الهاتفي.

المصادر

What is a Wire Wound Resistor : Types and Applications
Understanding wire wound resistor