‫התנגדות חשמלית ‪Resistance‬‬ ‫התנגדות חשמלית ‪Resistance‬‬ ‫התנגדות חשמלית‪ :‬הינה תכונה של החומר‪ ,‬שמתארת עד כמה הוא יכול להתנגד למעבר זר‬ ‫חשמלי דרכו‪ .‬התנגדות חשמלית נמדדת ביחידות אוה )‪ ,(Ω‬ונהוג לסמנה באות ‪.R‬‬ ‫נגד ‪ : Resistor‬הוא רכיב חשמלי שתכונתו העיקרית היא התנגדות חשמלית‪ .‬כאשר עובר זר‬ ‫חשמלי בנגד‪ ,‬נוצר על פניו מפל מתח‪ .‬בנגד ישנה המרה של אנרגיה חשמלית לחו )אנרגיה‬ ‫תרמית(‪ .‬אפשר לראות בהתנגדות חשמלית את המקבילה החשמלית לחיכו המכאני היות‬ ‫שהיא יוצרת הפסד אנרגיה שאינו נית למחזור‪.‬‬ ‫לנגדי שהתנגדות קבועה צורה גלילית‪ .‬הנגדי עשויי לרוב מחומר קראמי שמקצותיו‬ ‫יוצאי שני מוליכי מתכתיי‪.‬‬ ‫סימון על נגדים קבועים‬ ‫בתהלי הייצור מקובל לסמ על נגדי את ער ההתנגדות של הנגד ואת אחוז הדיוק שלו‬ ‫על ידי פסי צבע‪ .‬סימו זה מכונה ג "קוד נגדי"‪ .‬במעגלי פשוטי אחוז הדיוק הוא לרוב ‪,20%‬‬ ‫א במערכות שבה הדיוק חשוב ישולבו נגדי ע אחוז דיוק הקט מ‪ 1%‬של סטייה מער‬ ‫ההתנגדות המצוי על הנגד‪ .‬שני פסי הצבע הראשוני מסמני את שתי הספרות הראשונות של‬ ‫מידת ההתנגדות‪ .‬הצבע השלישי מסמ את מספר האפסי שיש להוסי‪ %‬לשתי הספרות הראשונות‬ ‫והצבע הרביעי את אחוז הדיוק‪ .‬סדרת הצבעי מתחילה מהמרווח הקט יותר של תחילת הנגד‪.‬‬ ‫צבע‬ ‫שחור‬ ‫חו‬ ‫אדו‬ ‫כתו‬ ‫צהוב‬ ‫ירוק‬ ‫כחול‬ ‫סגול‬ ‫אפור‬ ‫לב‬ ‫זהב‬ ‫כס‪%‬‬ ‫ללא צבע‬ ‫נגד של ‪ 75‬אוה‬ ‫נגד של ‪ K100‬אוה‬ ‫מספר מכפיל‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1K‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪10K‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪100K‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪1M‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪10M‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪100M‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪1G‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪0.01‬‬ ‫דיוק‬ ‫‪±1%‬‬ ‫‪±2%‬‬ ‫‪±0.5%‬‬ ‫‪±0.25%‬‬ ‫‪±0.1%‬‬ ‫‪±5%‬‬ ‫‪±10%‬‬ ‫‪±20%‬‬ ‫________________________________________________________________________________________________________________________‬ ‫‪-1-‬‬ ‫‪www.zaher.co.il‬‬ ‫התנגדות חשמלית ‪Resistance‬‬ ‫דגמה ‪:1‬‬ ‫נחשב למשל ער של נגד בעל הצבעי הבאי‪:‬‬ ‫‪5‬‬ ‫ערכי הצבעי לפי הטבלה ‪:‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪6‬‬ ‫ספרה שנייה‬ ‫אחוז דיוק‬ ‫מס' אפסי מימי‬ ‫ואז הער של הנגד הוא ‪:‬‬ ‫ספרה ראשונה‬ ‫‪6 7 0 0 0 0 0 ± 5 % [ Ω ] = 6.7 [ MΩ ] ± 5%‬‬ ‫נחשב את הגבולות של ער הנגד ‪:‬‬ ‫‪Rmax = 6.7*1.05 = 7.035M Ω‬‬ ‫‪Rmin = 6.7*0.95 = 6.365M Ω‬‬ ‫זהו בעצ התחו שבו יכול להיות ער הנגד‪.‬‬ ‫חישוב ערך נגד לפי יחס מתח זרם‬ ‫אפשר להגדיר את התנגדות המולי בעזרת הקשר בי המתח הנופל על המולי ‪ ,U‬לבי‬ ‫הזר העובר דרכו ‪. I‬‬ ‫‪U‬‬ ‫=‪R‬‬ ‫‪I‬‬ ‫דגמה ‪:2‬‬ ‫מולי עשוי נחושת‪ ,‬מחובר למקור מתח של ]‪ ,15[v‬הזר העובר במולי הוא ]‪ ,3[A‬מהי‬ ‫התנגדותו של המולי ?‬ ‫‪U 15‬‬ ‫]‪R = = = 5[Ω‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪3‬‬ ‫הערה ‪:1‬‬ ‫כאשר ער ההתנגדות גדול‪ ,‬נהוג להשתמש ביחידות הבאות ‪:‬‬ ‫קילו או‬ ‫‪1Kilo _ ohm = 1K Ω = 1000Ω = 103 Ω‬‬ ‫מגה או‬ ‫‪1Mega _ ohm = 1M Ω = 1000000Ω = 106 Ω‬‬ ‫גיגה או‬ ‫‪1Giga _ ohm = 1GΩ = 1000000000Ω = 109 Ω‬‬ ‫________________________________________________________________________________________________________________________‬ ‫‪-2-‬‬ ‫‪www.zaher.co.il‬‬ ‫התנגדות חשמלית ‪Resistance‬‬ ‫הגורמים הקובעים את ערך הנגד‬ ‫למדנו כי ער הנגד נתו על ידי היחס של המתח והזר‪ .‬לכ‪ ,‬כדי לחשב את הער של הנגד‬ ‫נצטר לחברו למקור מתח ולבצע מדידות‪ .‬שיטה נוספת לחישוב ער הנגד‪ ,‬היא לפי הצבעי‬ ‫שלו‪ ,‬אבל עדיי איננו יודעי אילו תכונות של המולי קובעות את ההתנגדות שלו‪.‬‬ ‫ובכ‪ ,‬שלושת התכונות הקובעות את התנגדותו של המולי ה‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫אור המולי‪ ,‬מסומ באות ‪ l‬ונמדד ביחידת מטר ]‪.[m‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫שטח החת של המולי‪ ,‬מסומ באות ‪ A‬ונמדד ביחידת מילימטרי ריבועי ]‪.[mm2‬‬ ‫) בהנחה ששטח החת של המולי אחיד(‬ ‫סוג החומר שממנו עשוי המולי‪ ,‬אשר מתבטא בהתנגדות הסגולית של החומר‪,‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫התנגדות סגולית מסומנת ע"י האות‬ ‫‪ρ‬‬ ‫‪Ω ⋅ mm 2‬‬ ‫) רו (‪ ,‬ונמדדת ביחידת ]‬ ‫‪m‬‬ ‫[‪ .‬התנגדות‬ ‫של מולי העשוי מאותו חומר שאורכו ‪ 1‬מטר ושטח חתכו ‪ 1‬ממ"ר בטמפרטורה ‪20‬‬ ‫מעלות‪.‬‬ ‫חישוב ער ההתנגדות של מולי לפי הגורמי הנ"ל נתו ע"י המשוואה ‪:‬‬ ‫‪l‬‬ ‫‪A‬‬ ‫⋅‪R= ρ‬‬ ‫הערה ‪:2‬‬ ‫** אפשר לראות שככל שהמולי ארו יותר‪ ,‬התנגדותו תהיה גדולה יותר ולהפ‪.‬‬ ‫ז"א יחס ישיר בי אור המולי לבי התנגדותו‪.‬‬ ‫** אפשר לראות שככל ששטח החת של המולי גדול יותר‪ ,‬התנגדותו תהיה‬ ‫קטנה יותר ולהפ‪ .‬ז"א יחס הפו בי שטח חת המולי לבי התנגדותו‪.‬‬ ‫דגמה ‪:3‬‬ ‫נתו תיל נחושת שאורכו ]‪ ,50 [m‬שטח החת שלו ]‪ ,0.3 [mm2‬ההתנגדות הסגולית של‬ ‫‪Ω ⋅ mm 2‬‬ ‫הנחושת היא ]‬ ‫‪m‬‬ ‫[ ‪ ,0.018‬מהי התנגדותו של התיל ?‬ ‫‪l‬‬ ‫‪50‬‬ ‫⋅ ‪= 0.018‬‬ ‫]‪= 3[Ω‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫⋅‪R=ρ‬‬ ‫________________________________________________________________________________________________________________________‬ ‫‪-3-‬‬ ‫‪www.zaher.co.il‬‬ ‫התנגדות חשמלית ‪Resistance‬‬ ‫להל נתונה טבלה של ההתנגדות הסגולית של חלק מהחומרי‪:‬‬ ‫התנגדות סגולית בטמפ'‬ ‫סוג החומר‬ ‫של ‪20OC‬‬ ‫מוליכי‬ ‫אב‪.‬‬ ‫אלומניו‬ ‫ברזל‬ ‫זהב‬ ‫טונגסטו‬ ‫כס‪%‬‬ ‫כרוניקל‬ ‫‪Ω ⋅ mm 2‬‬ ‫]‬ ‫‪m‬‬ ‫[‬ ‫סוג החומר‬ ‫התנגדות סגולית בטמפ'‬ ‫של ‪20OC‬‬ ‫‪Ω ⋅ mm‬‬ ‫]‬ ‫‪m‬‬ ‫‪0.018‬‬ ‫‪0.078‬‬ ‫‪0.220‬‬ ‫‪35.00‬‬ ‫‪0.075‬‬ ‫‪0.500‬‬ ‫‪2‬‬ ‫נחושת‬ ‫ניקל‬ ‫עופרת‬ ‫פח‬ ‫פליז‬ ‫קונסטנט‬ ‫‪0.064‬‬ ‫‪0.027‬‬ ‫‪0.120‬‬ ‫‪0.028‬‬ ‫‪0.055‬‬ ‫‪0.016‬‬ ‫‪1.000‬‬ ‫מבודדי‬ ‫בקליט‬ ‫‪1022‬‬ ‫נצי‪.‬‬ ‫‪1021‬‬ ‫זכוכית‬ ‫חרסינה‬ ‫‪1018‬‬ ‫קוואר‪.‬‬ ‫פרפי‬ ‫‪1023‬‬ ‫‪1024‬‬ ‫[‬ ‫‪1020‬‬ ‫מוליכות חשמלית‬ ‫הער ההפו של ההתנגדות נקרא מוליכות‪ ,‬ג המוליכות וג ההתנגדות מתארות את‬ ‫אותה תכונה של החומר‪ ,‬א מנקודות מבט שונות‪ .‬המוליכות חשמלית נמדדת ביחידות סמינס‬ ‫]‪ [S‬או ]‪ ,[mho‬ונהוג לסמנה באות ‪.G‬‬ ‫‪1‬‬ ‫] ‪[ S ] =   = [Ω −1‬‬ ‫‪Ω‬‬ ‫‪1 I‬‬ ‫=‬ ‫‪R U‬‬ ‫=‪G‬‬ ‫מוליכות סגולית היא הער ההפו של ההתנגדות הסגולית‪ ,‬היא מסומנת באות‬ ‫)סגמה(‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ρ‬‬ ‫‪σ‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪G =σ‬‬ ‫‪l‬‬ ‫=‪σ‬‬ ‫הערה ‪:3‬‬ ‫** חומר שהתנגדותו הסגולית גדולה מאוד‪ ,‬נקרא מבודד‪ .‬למשל‪ ,‬זכוכית‪.‬‬ ‫** חומר שהתנגדותו הסגולית קטנה‪ ,‬נקרא מולי‪ .‬למשל‪ ,‬נחושת‪.‬‬ ‫________________________________________________________________________________________________________________________‬ ‫‪-4-‬‬ ‫‪www.zaher.co.il‬‬