توجيهي 2007 فيزياء : الموصلات الأومية والمواد اللا الأومية

الموصلات الأومية Ohmic Conductors‏

في التجربة الاستهلالية؛ نقد استقصاء عملي لدراسة العلاقة بين التيار الذي يسري في مقاومة كهربائية وفرق الجهد بين طرفيها. وجرى توصيل الدارة الكهربائية كما في الشكل (1)، واستخدم جهاز أميتر (A) لقياس التيار الذي يسري في المقاومة، وجهاز فولتميتر (V) لقياس فرق الجهد بين طرفيها، وعندما مثلت العلاقة بين المتغيرين، عند ثبات درجة الحرارة كانت خطا مستقيما، كما في الشكل (2)، ومثل هذه الموصلات التي يكون منحنى (IV) لها خطا مستقيما عند ثبات درجة حرارتها، توصف بأنها - تحقيق قانون أوم؛ لذلك تُسمّى موصلات أومية Ohmic conductors، وبإيجاد ميل الخط المستقيم الذي يساوي مقلوب المقاومة؛ فإنه يمكن حساب مقدارها عندما ترتفع درجة حرارة الموصل الأومي، فإن مقاومته تزداد، وتبقى

العلاقة بين الجهد والتيار خطية بثبات درجة الحرارة عند قيمة جديدة؛ أي أنه يبقى موصلا أومياً. فتيل المصباح المتوهج هو سلك فلزي رفيع مصنوع من التنغستن؛ عند ارتفاع درجة حرارته يقل ميل الخط المستقيم، أي تزداد مقاومته. مثال كيف أفتر زيادة مقاومة الموصل الأومى بارتفاع درجة حرارته
عند سريان التيار الكهربائي في الموصل فإن الإلكترونات الحرة تتصادم في ما بينها، كما تتصادم مع ذرات الموصل فتتحرك الالكترونات الحرة كما في الشكل (3) وينتقل جزءا من طاقتها الحركية إلى الذرات، فتزداد سعة اهتزازها، وترتفع درجة حرارة الموصل. إن الزيادة في سعة اهتزاز الذرات تؤدي إلى زيادة احتمال تصادم الإلكترونات بها، فتزداد إعاقة الموصل لحركة الإلكترونات داخله، وتصبح

مقاومة الموصل السريان التيار الكهربائي أكبر.

المواد اللا أومية Nonohmic Materials بعض المواد تكون العلاقة بين التيار الكهربائي الذي يسري فيها وفرق الجهد بين طرفيها غير خطية، حتى عند ثبات درجة حرارتها. وهذا يعني أن مقاومتها تتغير مع تغير فرق الجهد بين طرفيها. مثل هذه المواد تسمى مواد لا أومية Nonohmic materials؛ ومن الأمثلة عليها الوصلات الإلكترونية، الثنائي (diode)، والثنائي الباعث للضوء (LED)، والترانزستور (transistor)، وتعد من المكونات الأساسية للدارات الإلكترونية، وهي مصنوعة من أشباه الموصلات، مثل الجرمانيوم والسيليكون، يمثل الشكل (4) العلاقة بين التيار وفرق الجهد لوصلة الثنائي.

أتحقق : كيف أميز بين الموصلات الأومية والمواد اللا أومية ؟

‏Factors Affecting the Resistance العوامل المؤثرة في المقاومة تختلف الموصلات في مقاومتها لمرور التيار الكهربائي فيها باختلاف خصائصها.

وللوقوف على العوامل المؤثرة في المقاومة الكهربائية الموصل، واستقصائها

بطريقة عملية؛ أنقذ التجربة الآتية.