مقاومة الوشيعة: شرح لدور الوشيعة في الدارات الكهربائية

الوشيعة هو عنصر كهربائي يتألف من سلك معزول ملفوف إما على قالب من الهواء أو على قلب معدني تعتبر الوشيعة احد العناصر الاربعة الاساسية في الالكترونيات والتي هي المقاومة والمكثف, الوشيعة و المقاومة الذاكرية او (memory resistance), مقال اليوم لن يكون عن الوشيعة بشكل كامل, لكننا سناخذ الجانب الذي ذكر في العنوان الا وهو مقاومة الوشيعة كما يقال له الممانعة الحثية وهذا المصطلح يعبر عن اعاقة الوشيعة للتيار, كما يعلم الجميع يختلف التيار المستمر عن التيار المتناوب لذلك سناخذ الجانبين كل على حدا فلنبدا

مقاومة الوشيعة في دارات التيار المتناوب 

من اين اتت معادلة مقاومة الوشيعة في دارات التيار المتناوب ؟

اولا وبما اننا في التيار المتناوب فاننا سنقوم بدراسة مكثف موصول بمصدر جهد متناوب بهذا الشكل :

معادلة مصدر الجهد المتناوب هي : (v=v₀*cos(wt

معادلة التيار الذي يمر في الوشيعة هو : I=(1/L)*∫vdt

حسنا معادلة التيار الذي يمر في الوشيعة يحتوي على تكامل للجهد وبما ان الجهد المطبق على الوشيعة هو جهد المصدر سنقوم بمكاملته وستصبح العبارة بالشكل التالي : 

I=(1/L)*∫(v₀*cos(wt))dt = (1/wL)*v₀sin(wt)

حيث: 

L : ذاتية الوشعة ووحدتها الهنري

w : النبض ويساوي 2πf ووحدته الراديان على الزمن

V0 : هو الجهد الاعظمي للمولد ووحدته الفولط

v₀*cos(wt))dt)∫ : تكامل مصدر الجهد (نكامل جهد المولد) بالنسبة الى الزمن.

كما نعلم من رسم الدالة sinus فان اعظم قيمة لها تكون في 1 و -1 اي تكون الزاوية مساوية لـ 2/π لذلك يمكن التعبير عن  معادلة التيار بالعبارة التالية :

I = I₀*sin(wt)

حسنا بمقارنة عبارتي التيار I سنجد بان : I₀= (1/wL)*v₀

اذا تذكرت عزيزي القارئ علاقة المقاومة R=V/I فيمكنك ملاحظة بان ممانعة المكثف تشبه المقاومة لكنها تختلف عنها لذلك لاحظ هذا:

v₀/I₀ = wL     ≪=≫     V/I = R

اذا لم تفهم بعد سنذكر بالعبارة السابقة والتي تقول : I₀= (1/wL)*v₀

حسنا عندما نقوم بجعل الجهد والتيار في نفس الجهة سنحصل على : v₀/I₀ = wL

يمكنك ملاحظة بان هاته العبارة مشابهة لعبارة المقاومة اليس كذلك, تسمى هاته العبارة بمقاومة الوشيعة وهي تعبر عن اعاقة الوشيعة للتيار في الجهد المتناوب ويرمز لها بـ Z_L وحدتها الاوم وتجدها مذكورة في الكتب بالشكل الاتي Z_L=wL احيانا يرمز لها بـ X_L بدل Z<sub>L

حسنا الان سنقوم بشرح معنى هاته العبارة</sub> Z_L=wL وكما نعلم فان w=2*π*f تصبح العلاقة هكذا :

Z_L=2*π*f*L

عندما تنتهي f (التردد) الى اللانهاية تنتهي Z_L الى اللانهاية وتعمل الوشيعة كدارة مفتوحة ولذلك يقال بان الوشيعة لاتمرر التيارات عالية التردد, اما عندما تنتهي f الى الصفر فان Z_L ينتهي الى الصفر اي ان اعاة الوشيعة للتيار تصبح معدومة وبالتالي تصبخ الوشيعة وكانها وصلة قصر (دارة مقصورة) وبالتالي فان الوشيعة تمرر التيارات منخفضة التردد وخاصة التيارات المستمرة التي ترددها 0  والتي سنتكلم عنها الان .

مقاومة الوشيعة في دارات التيار المتناوب

جميع مصادر الجهد المستمر تعطي تيارا ثابتا اي انه لا يتغير مع الزمن, هذا يمكننا من استنتاج ان التيار لايملك ترددا اي ان تردده يساوي 0, حسنا لدينا قانون المقاومة بالنسبة الى الوشيعة وسنعوض فيه قيمة التردد f الذي يساوي 0 وذلك لاننا في التيار المستمر وتذكر باننا قلنا بان التردد يساوي 0 اذن من هذا الكلام يمكننا ان نقول بان الممانعة التحريضية او مقاومة الوشيعة معدومة لان التردد يساوي 0 بالتالي عند تعويض f في قانون ZL سنجد بان :

ZL= wL= (2*π*f*L)= (2*π*0*L) = 0

حيث : w=2*π*f

حسنا كما لاحظنا من العبارة, عندما نكون في التيار المستمر فان اعاقة الوشيعة للتيار تصبح معدومة وبالتالي يصبح عملها وكانها سلك لتمرير التيار .

قد يهمك قراءة هاذين المقالين : 

- حساب المقاومة في دارات التيار المستمر والمتناوب

- من اين اتت معادلة مقاومة المكثفة في دارات التيار المتناوب