الفيزياء

تقسيم القدرة الكهربائية بين مجموعة من المقاومات

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

عندما نصل مجموعة من المقاومات إلى مصدر فولطية وحيد، تستجِرّ كلّ مقاومة بعض التيار من المنبع.

ويمكننا تحديد التيار الكلّي من خلال حساب المقاومة الكلية للمجموعة واعتبار كلّ الشبكة كمقاومة وحيدة وتطبيق قانون أوم عند ذلك للحصول على التيار بدلالة فولطية المصدر والمقاومة الصافية.

إذا أظهرت جميع المقاومات نفس القيمة الأومية، تتوزّع القدرة من المنبع بالتساوي بين المقاومات سواء كانت بالتسلسل أو بالتوازي. وإذا لم تكن المقاومات متماثلة في القيم الأومية، فإنّ القدرة لا تنقسم بالتساوي بينها.

وإذا أردنا حساب القدرة المبدّدة في أي مقاومة خاصة، في مثل هذه الحالة، يجب أن نحدّد إما التيار عبر المقاومة المنفردة أو الفولطية المطبقة عليها ومن ثم استعمال علاقة قدرة التيار المستمر المناسبة.

 

المقاومات بالتسلسل – بالتوازي

يمكننا توصيل مجموعة مقاومات متساوية القيمة الأومية مع بعضها وفق مجموعات بالتوازي لمكونات بالتسلسل أو وفق مجموعات بالتسلسل لمكوّنات بالتوازي، نسمّي مثل هذه الدارات شبكات مقاومة بالتسلسل والتوازي.

وعندما نجمع عدداً من المقاومات المتماثلة مع بعضها بهذه الطريقة، يمكننا بشكلٍ ملحوظ زيادة قدرة التعامل مع القدرة الكلّية بالنسبة إلى المقاومة الوحيدة.

تساوي المقاومةُ الكلية لشبكات المقاومة تسلسل – توازي قيمةَ أي مقاومة منفردة إذا تحقّق معياران:

– تمتلك كلّ المقاومات نفس القيمة الأومية،

– تشكّل المقاومات مصفوفة n x n (n عمود وn صف)

 

تمثّل المصفوفة n x n شبكة عناصر متناظرة بحيث إنه إذا كان n يساوي عدداً صحيحاً ما فإن الدارة تمتلك n مجموعة مكونات متصلة بالتوازي لـ n مكون متصل بالتسلسل (الشكل 1-5أ) أو أيضاً n مجموعة متصلة بالتسلسل لـ n مكوّن متصل بالتوازي (الشكل 1-5 ب).

وعلى الرغم من الاختلاف الهندسي بين هذين الترتيبين، فإنّهما يعطيان عملياً نفس النتائج، وفي كلتا الحالتين المبينتين هنا، يكون n=3 ويكون لدينا مصفوفة 3 x 3.

ينشئ المهندسون والفنيون أحياناً مصفوفات n x n للحصول على عناصر مقاومة ذات مقدرة كبيرة على التعامل مع القدرة، وفي مثل هذه الدارة، يجب أن تمتلك كلّ المقاومات نفس معدل تبديد القدرة.

وفي هذه الحالة، يؤدّي تجميع n x n مقاومة إلى n2 مرّة قدرة تبديد القدرة لمقاومة وحيدة. على سبيل المثال، يمكن لمصفوفة 3 x 3 مقاومة ذات 2-W بالتسلسل – توازي أن تؤدّي إلى 32 x 2= 18 W، كما يمكن لشبكة 10 x 10 مقاومة ذات 1-W أن تبدّد 102 x 1= 100 W.

 

فكرة مفيدة: يمكن لشبكات تسلسل – توازي غير متناظرة من مقاومات متماثلة أن تزيد قدرة التعامل مع القدرة أكثر من المقاومة الوحيدة. لكنه في حالة من هذا النوع، تختلف المقاومة الكلّية في مصفوفة 5 x 7 أو مصفوفة 8 x 3 على سبيل المثال عن قيمة أي مقاومة منفردة.

ومع ذلك، تُضرَب قدرة التعامل مع القدرة بالعدد الكلي للمقاومات سواء كانت الشبكة متناظرة أم غير متناظرة شريطة أن تمتلك كلّ المقاومات نفس المقاومة ونفس قدرة التعامل مع القدرة.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أبرز ما احتواه أكبر معرض تكنولوجي في العالم
نذ إطلاقه أول مرة في عام 1967، قدم المعرض CES لمحة عن المستقبل. ففي عام 2001 كشف بيل غيتس Bill Gates النقابَ عن نظام تشغيل ألعاب الفيديو الجديد إكس بوكس Xbox من مايكروسوفت Microsoft وفي عام 2003 كانت أقراص Blu-ray DVD هي الاختراع الثاني المهم، على الرغم من أنها لم تنتشر لاحقاً. وفي عام 2013، كُشِفَ عن Oculus Rift لأول مرة للصحافيين في زاوية صغيرة من قاعات العرض المترامية الأطراف.
وهذه المرة هيمنت أجهزة التلفاز على أحدث الإلكترونيات في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)