المقاومة الكهربائية والموصلية

مقالات عن
الكهرومغناطيسية
كهرباء المغناطيسية بصريات تاريخ حسابي الكتب المدرسية الظواهر
الكهرباء الساكنة كثافة الشحنة موصل قانون كولومب إلكتريت الشحنة الكهربائية ثنائي القطب الكهربائي المجال الكهربائي التدفق الكهربائي الإمكانات الكهربائية التفريغ الكهروستاتيكي الحث الكهروستاتيكي قانون جاوس عازل السماحية الاستقطاب الطاقة الكامنة الكهرباء الساكنة الكهرباء الاحتكاكية
المغناطيسية الساكنة قانون أمبير قانون بيوت-سافارت قانون غاوس المغناطيسي ثنائي القطب المغناطيسي المجال المغنطيسي التدفق المغناطيسي الإمكانات القياسية المغناطيسية إمكانات المتجه المغناطيسي مغنطة نفاذية Right-hand rule
Electrodynamics Bremsstrahlung Cyclotron radiation Displacement current Eddy current Electromagnetic field Electromagnetic induction Electromagnetic pulse Electromagnetic radiation Faraday law Jefimenko equations Larmor formula Lenz law Liénard–Wiechert potential London equations Lorentz force Maxwell equations Maxwell tensor Poynting vector Synchrotron radiation
Electrical network Alternating current Capacitance Current density Direct current Electric current Electric power Electrolysis Electromotive force Impedance Inductance Joule heating Kirchhoff laws Network analysis Ohm law Parallel circuit Resistance Resonant cavities Series circuit Voltage Watt Waveguides
Magnetic circuit AC motor DC motor Electric machine Electric motor Gyrator–capacitor Induction motor Linear motor Magnetomotive force Permeance Reluctance (complex) Reluctance (real) Rotor Stator Transformer
Covariant formulation Electromagnetic tensor Electromagnetism and special relativity Four-current Four-potential Mathematical descriptions Maxwell equations in curved spacetime Relativistic electromagnetism Stress–energy tensor
Scientists Ampère Biot Coulomb Davy Einstein Faraday Fizeau Gauss Heaviside Helmholtz Henry Hertz Hopkinson Jefimenko Joule Kelvin Kirchhoff Larmor Lenz Liénard Lorentz Maxwell Neumann Ohm Ørsted Poisson Poynting Ritchie Savart Singer Steinmetz Tesla Thomson Volta Weber Wiechert
v t e

المقاومة الكهربائية
الرموز الشائعة	ر
وحدة النظام الدولي للوحدات	أوم (Ω)
في وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية	كجم⋅م2⋅ثانية − 3⋅أمبير −2​​
البعد	${\displaystyle {\mathsf {M}}{\mathsf {L}}^{2}{\mathsf {T}}^{-3}{\mathsf {I}}^{-2}}$

التوصيل الكهربائي
الرموز الشائعة	ج
وحدة النظام الدولي للوحدات	سيمنز (S)
في وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية	كجم −1 ⋅م −2 ⋅ثانية 3 ⋅أمبير 2
المشتقات من كميات أخرى	${\displaystyle G={\frac {1}{R}}}$
البعد	${\displaystyle {\mathsf {M}}^{-1}{\mathsf {L}}^{-2}{\mathsf {T}}^{3}{\mathsf {I}}^{2}}$

المقاومة الكهربائية لجسم ما هي مقياس لمقاومته لتدفق التيار الكهربائي . كميتها العكسية هيالموصلية الكهربائية ، قياس سهولة مرور التيار الكهربائي. تشترك المقاومة الكهربائية في بعض أوجه التشابه المفاهيمية معالاحتكاك.في النظام الدولي للوحداتهيالأوم( Ω )، بينما يتم قياس الموصلية الكهربائيةبالسيمنز(S) (كانت تسمى سابقًا "mho" ثم تم تمثيلها بـ℧).

تعتمد مقاومة الجسم إلى حد كبير على المادة المصنوعة منها. تميل الأشياء المصنوعة من العوازل الكهربائية مثل المطاط إلى أن تكون ذات مقاومة عالية جدًا وموصلية منخفضة، بينما تميل الأشياء المصنوعة من الموصلات الكهربائية مثل المعادن إلى أن تكون ذات مقاومة منخفضة جدًا وموصلية عالية. يتم قياس هذه العلاقة من خلال المقاومة أو الموصلية . ومع ذلك، فإن طبيعة المادة ليست العامل الوحيد في المقاومة والموصلية؛ فهي تعتمد أيضًا على حجم وشكل الجسم لأن هذه الخصائص واسعة النطاق وليست مكثفة . على سبيل المثال، تكون مقاومة السلك أعلى إذا كان طويلًا ورفيعًا، وأقل إذا كان قصيرًا وسميكًا. تقاوم جميع الأشياء التيار الكهربائي، باستثناء الموصلات الفائقة ، التي لها مقاومة تساوي صفرًا.

يتم تعريف المقاومة R لجسم ما على أنها نسبة الجهد V عبره إلى التيار I من خلاله، في حين أن الموصلية G هي المعكوس: $${\displaystyle R={\frac {V}{I}},\qquad G={\frac {I}{V}}={\frac {1}{R}}.}$$

بالنسبة لمجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد والظروف، فإن V و I يتناسبان بشكل مباشر مع بعضهما البعض، وبالتالي فإن R و G ثابتان ( على الرغم من أنهما يعتمدان على حجم وشكل الجسم والمادة التي صنع منها وعوامل أخرى مثل درجة الحرارة أو الانفعال ). تسمى هذه التناسبية بقانون أوم ، والمواد التي تلبيها تسمى المواد الأومية .

في حالات أخرى، مثل المحول أو الصمام الثنائي أو البطارية ، لا يتناسب الجهد والجهد بشكل مباشر . النسبةالخامس/أنالا يزال مفيدًا في بعض الأحيان، ويشار إليه باسم المقاومة الوترية أو المقاومة الساكنة ، ^{[1] [2]} لأنه يتوافق مع المنحدر العكسي للوتر بين الأصل ومنحنى I – V. في مواقف أخرى، قد يكون المشتق مفيدًا للغاية؛ وهذا ما يسمى بالمقاومة التفاضلية . ${\textstyle {\frac {\mathrm {d} V}{\mathrm {d} I}}}$

في القياس الهيدروليكي ، يشبه التيار المتدفق عبر سلك (أو مقاوم ) تدفق الماء عبر أنبوب، كما أن انخفاض الجهد عبر السلك يشبه انخفاض الضغط الذي يدفع الماء عبر الأنبوب. تكون الموصلية متناسبة مع مقدار التدفق الذي يحدث عند ضغط معين، وتكون المقاومة متناسبة مع مقدار الضغط المطلوب لتحقيق تدفق معين.

إن انخفاض الجهد (أي الفرق بين الجهدين على أحد جانبي المقاوم والآخر)، وليس الجهد نفسه، هو الذي يوفر القوة الدافعة التي تدفع التيار عبر المقاوم. وفي الهيدروليكا، يكون الأمر مشابهًا: الفرق في الضغط بين جانبي الأنبوب، وليس الضغط نفسه، هو الذي يحدد التدفق عبره. على سبيل المثال، قد يكون هناك ضغط ماء كبير فوق الأنبوب، والذي يحاول دفع الماء إلى أسفل عبر الأنبوب. ولكن قد يكون هناك ضغط ماء كبير بنفس القدر أسفل الأنبوب، والذي يحاول دفع الماء مرة أخرى إلى أعلى عبر الأنبوب. وإذا كانت هذه الضغوط متساوية، فلن يتدفق الماء. (في الصورة على اليمين، يكون ضغط الماء أسفل الأنبوب صفرًا).

يتم تحديد مقاومة وتوصيل السلك أو المقاومة أو أي عنصر آخر في الغالب من خلال خاصيتين:

• الهندسة (الشكل)، و
• مادة

إن الهندسة مهمة لأن دفع الماء عبر أنبوب طويل وضيّق يكون أكثر صعوبة من دفعه عبر أنبوب عريض وقصير. وعلى نحو مماثل، يتمتع السلك النحاسي الطويل والرفيع بمقاومة أعلى (موصلية أقل) من السلك النحاسي القصير والسميك.

المواد مهمة أيضًا. فالأنبوب المملوء بالشعر يقيد تدفق الماء أكثر من الأنبوب النظيف بنفس الشكل والحجم. وبالمثل، يمكن للإلكترونات أن تتدفق بحرية وسهولة عبر سلك نحاسي ، لكنها لا تستطيع التدفق بسهولة عبر سلك فولاذي بنفس الشكل والحجم، ولا يمكنها في الأساس التدفق على الإطلاق عبر عازل مثل المطاط ، بغض النظر عن شكله. ويرتبط الفرق بين النحاس والصلب والمطاط ببنيتها المجهرية وتكوينها الإلكتروني ، ويتم قياسه بواسطة خاصية تسمى المقاومة .

بالإضافة إلى الهندسة والمادة، هناك عوامل أخرى مختلفة تؤثر على المقاومة والتوصيل، مثل درجة الحرارة؛ انظر أدناه.

المواد التي يمكن أن تتدفق فيها الكهرباء تسمى الموصلات . قطعة من مادة موصلة ذات مقاومة معينة مخصصة للاستخدام في الدائرة تسمى المقاوم . الموصلات مصنوعة من مواد عالية التوصيل مثل المعادن، وخاصة النحاس والألومنيوم. المقاومات، من ناحية أخرى، مصنوعة من مجموعة واسعة من المواد اعتمادًا على عوامل مثل المقاومة المطلوبة، وكمية الطاقة التي تحتاجها لتبديدها، والدقة، والتكاليف.

بالنسبة للعديد من المواد، فإن التيار I عبر المادة يتناسب مع الجهد V المطبق عليها: على نطاق واسع من الفولتات والتيارات. لذلك، فإن مقاومة وموصلية الأشياء أو المكونات الإلكترونية المصنوعة من هذه المواد ثابتة. تسمى هذه العلاقة قانون أوم ، والمواد التي تخضع لها تسمى المواد الأومية . ومن أمثلة المكونات الأومية الأسلاك والمقاومات . يتكون الرسم البياني للتيار والجهد لجهاز أومي من خط مستقيم يمر عبر الأصل بميل موجب . $${\displaystyle I\propto V}$$

لا تخضع المكونات والمواد الأخرى المستخدمة في الإلكترونيات لقانون أوم؛ حيث لا يتناسب التيار مع الجهد، وبالتالي تتغير المقاومة مع الجهد والتيار المار خلالها. وتسمى هذه المواد غير الخطية أو غير الأومية . ومن الأمثلة على ذلك الثنائيات والمصابيح الفلورية .

تعتمد مقاومة جسم معين في المقام الأول على عاملين: المادة التي صنع منها وشكلها. بالنسبة لمادة معينة، تكون المقاومة متناسبة عكسيًا مع مساحة المقطع العرضي؛ على سبيل المثال، يتمتع سلك نحاسي سميك بمقاومة أقل من سلك نحاسي رفيع متطابق بخلاف ذلك. أيضًا، بالنسبة لمادة معينة، تكون المقاومة متناسبة مع الطول؛ على سبيل المثال، يتمتع سلك نحاسي طويل بمقاومة أعلى من سلك نحاسي قصير متطابق بخلاف ذلك. وبالتالي، يمكن حساب المقاومة R والموصلية G لموصل ذي مقطع عرضي منتظم على النحو التالي:

$${\displaystyle {\begin{aligned}R&=\rho {\frac {\ell }{A}},\\[5pt]G&=\sigma {\frac {A}{\ell }}\,.\end{aligned}}}$$

حيث هو طول الموصل، مقاسًا بالمتر (م)، A هي مساحة المقطع العرضي للموصل مقاسة بالمتر المربع (م ² )، σ ( سيجما ) هي الموصلية الكهربائية مقاسة بالسيمنز لكل متر (S·m ⁻¹ )، و ρ ( رو ) هي المقاومة الكهربائية (وتسمى أيضًا المقاومة الكهربائية النوعية ) للمادة، مقاسة بالأوم متر (Ω·m). المقاومة الكهربائية والموصلية ثابتان تناسبيان، وبالتالي يعتمدان فقط على المادة التي صنع منها السلك، وليس على هندسة السلك. المقاومة الكهربائية والموصلية متبادلتان : . المقاومة الكهربائية هي مقياس لقدرة المادة على مقاومة التيار الكهربائي. ${\displaystyle \ell }$${\displaystyle \rho =1/\sigma }$

هذه الصيغة ليست دقيقة، لأنها تفترض أن كثافة التيار موحدة تمامًا في الموصل، وهو ما لا ينطبق دائمًا في المواقف العملية. ومع ذلك، لا تزال هذه الصيغة توفر تقريبًا جيدًا للموصلات الطويلة والرفيعة مثل الأسلاك.

هناك حالة أخرى لا تكون هذه الصيغة دقيقة لها وهي التيار المتناوب (AC)، لأن تأثير الجلد يمنع تدفق التيار بالقرب من مركز الموصل. لهذا السبب، يختلف المقطع العرضي الهندسي عن المقطع العرضي الفعال الذي يتدفق فيه التيار بالفعل، وبالتالي تكون المقاومة أعلى من المتوقع. وبالمثل، إذا كان موصلان بالقرب من بعضهما البعض يحملان تيارًا متناوبًا، فإن مقاومتهما تزداد بسبب تأثير القرب . عند تردد الطاقة التجارية ، تكون هذه التأثيرات مهمة للموصلات الكبيرة التي تحمل تيارات كبيرة، مثل قضبان التوصيل في محطة فرعية كهربائية ، ^[3] أو كابلات الطاقة الكبيرة التي تحمل أكثر من بضع مئات من الأمبير.

تختلف المقاومة الكهربائية للمواد المختلفة بمقدار هائل: على سبيل المثال، تكون موصلية التيفلون أقل بنحو 10 ³⁰ مرة من موصلية النحاس. وبعبارة أخرى، يرجع هذا إلى أن المعادن تحتوي على أعداد كبيرة من الإلكترونات "غير الموضعية" التي لا تلتصق في أي مكان واحد، وبالتالي فهي حرة في التحرك عبر مسافات كبيرة. في العازل، مثل التيفلون، يرتبط كل إلكترون بإحكام بجزيء واحد، لذا يلزم قوة كبيرة لسحبه بعيدًا. تقع أشباه الموصلات بين هذين النقيضين. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل في المقالة: المقاومة الكهربائية والموصلية . بالنسبة لحالة محاليل الإلكتروليت ، راجع المقالة: الموصلية (الكهربائية) .

تختلف المقاومة الكهربائية باختلاف درجة الحرارة. وفي أشباه الموصلات، تتغير المقاومة الكهربائية أيضًا عند تعرضها للضوء. انظر أدناه.

يُطلق على جهاز قياس المقاومة اسم أوممتر . لا تستطيع أجهزة قياس المقاومة البسيطة قياس المقاومات المنخفضة بدقة لأن مقاومة أقطاب القياس الخاصة بها تسبب انخفاضًا في الجهد يتداخل مع القياس، لذا تستخدم الأجهزة الأكثر دقة استشعارًا رباعي الأطراف .

قيم المقاومة النموذجية للأشياء المحددة

عنصر	المقاومة (Ω)
1 متر من الأسلاك النحاسية بقطر 1 مم	0.02 [أ]
خط كهرباء علوي بطول 1 كم ( نموذجي )	0.03 [5]
بطارية AA ( مقاومة داخلية نموذجية )	0.1 [ب]
خيوط المصباح المتوهج ( نموذجي )	200-1000 [ج]
جسم الانسان	1000-100000 [د]

لا تلبي العديد من العناصر الكهربائية ، مثل الثنائيات والبطاريات ، قانون أوم . وتسمى هذه العناصر غير الأومية أو غير الخطية ، ومنحنيات التيار والجهد الخاصة بها ليست خطوطًا مستقيمة عبر الأصل.

لا يزال من الممكن تعريف المقاومة والموصلية للعناصر غير الأومية. ومع ذلك، على عكس المقاومة الأومية، فإن المقاومة غير الخطية ليست ثابتة ولكنها تتغير مع الجهد أو التيار عبر الجهاز؛ أي نقطة تشغيله . هناك نوعان من المقاومة: ^{[1] [2]}

المقاومة الساكنة

وتسمى أيضًا بالمقاومة الوترية أو المقاومة المستمرة

يتوافق هذا مع التعريف المعتاد للمقاومة؛ الجهد مقسومًا على التيار $${\displaystyle R_{\mathrm {static} }={V \over I}.}$$

هو ميل الخط ( الوتر ) من الأصل عبر النقطة الموجودة على المنحنى. تحدد المقاومة الساكنة تبديد الطاقة في مكون كهربائي. النقاط الموجودة على منحنى التيار والجهد الواقعة في الربعين الثاني أو الرابع، والتي يكون ميل الخط الوترى فيها سالبًا، لها مقاومة ساكنة سالبة . الأجهزة السلبية ، التي ليس لديها مصدر للطاقة، لا يمكن أن يكون لها مقاومة ساكنة سالبة. ومع ذلك، يمكن للأجهزة النشطة مثل الترانزستورات أو مكبرات التشغيل أن توليف مقاومة ساكنة سالبة مع ردود الفعل، ويتم استخدامها في بعض الدوائر مثل الدوارات .

المقاومة التفاضلية

وتسمى أيضًا بالمقاومة الديناميكية أو التزايدية أو المقاومة ذات الإشارة الصغيرة

هو المشتق للجهد بالنسبة للتيار؛ وهو ميل منحنى التيار والجهد عند نقطة $${\displaystyle R_{\mathrm {diff} }={{\mathrm {d} V} \over {\mathrm {d} I}}.}$$

إذا كان منحنى التيار والجهد غير رتيب (مع قمم وقيعان)، فإن المنحنى له ميل سلبي في بعض المناطق - لذلك في هذه المناطق يكون للجهاز مقاومة تفاضلية سلبية . يمكن للأجهزة ذات المقاومة التفاضلية السلبية تضخيم الإشارة المطبقة عليها، وتستخدم في صنع مكبرات الصوت والمذبذبات. وتشمل هذه الثنائيات النفقية ، وثنائيات جان ، وثنائيات IMPATT ، وأنابيب المغنطرون ، والترانزستورات أحادية الوصلة .

عندما يتدفق تيار متناوب عبر دائرة، فإن العلاقة بين التيار والجهد عبر عنصر الدائرة لا تتميز فقط بنسبة مقداريهما، ولكن أيضًا بالاختلاف في أطوارهما . على سبيل المثال، في المقاومة المثالية ، في اللحظة التي يصل فيها الجهد إلى أقصى حد له، يصل التيار أيضًا إلى أقصى حد له (يتذبذب التيار والجهد في الطور). ولكن بالنسبة للمكثف أو المحث ، يحدث أقصى تدفق للتيار عندما يمر الجهد عبر الصفر والعكس صحيح (يتذبذب التيار والجهد بمقدار 90 درجة خارج الطور، انظر الصورة أدناه). تُستخدم الأعداد المركبة لتتبع كل من طور وحجم التيار والجهد:

$${\displaystyle {\begin{array}{cl}u(t)&=\operatorname {\mathcal {R_{e}}} \left(U_{0}\cdot e^{j\omega t}\right)\\i(t)&=\operatorname {\mathcal {R_{e}}} \left(I_{0}\cdot e^{j(\omega t+\varphi )}\right)\\Z&={\frac {U}{\ I\ }}\\Y&={\frac {\ 1\ }{Z}}={\frac {\ I\ }{U}}\end{array}}}$$

أين:

• لقد حان الوقت؛
• u ( t ) و i ( t ) هما الجهد والتيار كدالة للزمن، على التوالي؛
• يشير U ₀ و I ₀ إلى سعة الجهد والتيار على التوالي؛
• ${\displaystyle \omega }$هو التردد الزاوي للتيار المتردد؛
• ${\displaystyle \varphi }$هي زاوية الإزاحة؛
• U و I هما الجهد والتيار ذوا القيمة المعقدة، على التوالي؛
• Z و Y هما المعاوقة المركبة والقبول ، على التوالي؛
• ${\displaystyle {\mathcal {R_{e}}}}$يشير إلى الجزء الحقيقي من عدد مركب ؛ و
• ${\displaystyle j\equiv {\sqrt {-1\ }}}$هي الوحدة التخيلية .

يمكن التعبير عن المعاوقة والقبول كأرقام معقدة يمكن تقسيمها إلى أجزاء حقيقية وتخيلية: $${\displaystyle {\begin{aligned}Z&=R+jX\\Y&=G+jB~.\end{aligned}}}$$

حيث R هي المقاومة، وG هي الموصلية، و X هي المفاعلة ، و B هي القابلية . وهذا يؤدي إلى هويات الأعداد المركبة التي تكون صحيحة في جميع الحالات، بينما تكون صحيحة فقط في الحالات الخاصة إما للتيار المستمر أو التيار الخالي من المفاعلة. $${\displaystyle {\begin{aligned}R&={\frac {G}{\ G^{2}+B^{2}\ }}\ ,\qquad &X={\frac {-B~}{\ G^{2}+B^{2}\ }}\ ,\\G&={\frac {R}{\ R^{2}+X^{2}\ }}\ ,\qquad &B={\frac {-X~}{\ R^{2}+X^{2}\ }}\ ,\end{aligned}}}$$${\displaystyle \ R=1/G\ }$

الزاوية المركبة هي فرق الطور بين الجهد والتيار المار عبر مكون ذي معاوقة Z. بالنسبة للمكثفات والمحاثات ، تكون هذه الزاوية بالضبط -90 درجة أو +90 درجة على التوالي، و X و B غير صفريين. المقاومات المثالية لها زاوية 0 درجة، لأن X يساوي صفرًا (وبالتالي B أيضًا)، و Z و Y تقل إلى R و G على التوالي. بشكل عام، تم تصميم أنظمة التيار المتردد للحفاظ على زاوية الطور قريبة من 0 درجة قدر الإمكان، لأنها تقلل من القدرة التفاعلية ، والتي لا تقوم بعمل مفيد عند الحمل. في حالة بسيطة مع حمل حثي (مما يتسبب في زيادة الطور)، يمكن إضافة مكثف للتعويض عند تردد واحد، لأن تحول طور المكثف سلبي، مما يجعل طور المعاوقة الكلية أقرب إلى 0 درجة مرة أخرى. ${\displaystyle \ \theta =\arg(Z)=-\arg(Y)\ }$

Y هو مقلوب Z ( ) لجميع الدوائر، كما هو الحال بالنسبة لدوائر التيار المستمر التي تحتوي فقط على المقاومات، أو دوائر التيار المتردد التي يكون فيها المفاعلة أو القابلية صفرًا ( X أو B = 0 ، على التوالي) (إذا كان أحدهما صفرًا، ففي الأنظمة الواقعية يجب أن يكون كلاهما صفرًا). ${\displaystyle \ Z=1/Y\ }$${\displaystyle R=1/G}$

الميزة الرئيسية لدوائر التيار المتردد هي أن المقاومة والموصلية يمكن أن تعتمد على التردد، وهي الظاهرة المعروفة باسم الاستجابة العازلة الشاملة . ^[8] أحد الأسباب المذكورة أعلاه هو تأثير الجلد (وتأثير القرب المرتبط به ). سبب آخر هو أن المقاومة نفسها قد تعتمد على التردد (انظر نموذج درودي ، والفخاخ ذات المستوى العميق ، والتردد الرنان ، وعلاقات كرامرز-كرونيج ، وما إلى ذلك).

تعارض المقاومات (والعناصر الأخرى ذات المقاومة) تدفق التيار الكهربائي؛ وبالتالي، تكون الطاقة الكهربائية مطلوبة لدفع التيار عبر المقاومة. تتبدد هذه الطاقة الكهربائية، مما يؤدي إلى تسخين المقاوم في هذه العملية. يُطلق على هذا تسخين جول (نسبة إلى جيمس بريسكوت جول )، ويُطلق عليه أيضًا التسخين الأومي أو التسخين المقاوم .

غالبًا ما يكون تبديد الطاقة الكهربائية أمرًا غير مرغوب فيه، وخاصةً في حالة خسائر النقل في خطوط الطاقة . يساعد النقل عالي الجهد على تقليل الخسائر عن طريق تقليل التيار لقوة معينة.

من ناحية أخرى، قد يكون تسخين جول مفيدًا في بعض الأحيان، على سبيل المثال في المواقد الكهربائية والسخانات الكهربائية الأخرى (وتسمى أيضًا السخانات المقاومة ). وكمثال آخر، تعتمد المصابيح المتوهجة على تسخين جول: يتم تسخين الفتيل إلى درجة حرارة عالية لدرجة أنه يتوهج "ساخنًا أبيض" بالإشعاع الحراري (يسمى أيضًا التوهج ).

صيغة تسخين جول هي: حيث P هي القدرة (طاقة لكل وحدة زمنية) المحولة من طاقة كهربائية إلى طاقة حرارية، R هي المقاومة، و I هو التيار عبر المقاومة. $${\displaystyle P=I^{2}R}$$

بالقرب من درجة حرارة الغرفة، تزداد المقاومة الكهربائية للمعادن عادةً مع زيادة درجة الحرارة، بينما تقل المقاومة الكهربائية لأشباه الموصلات عادةً مع زيادة درجة الحرارة. قد تزيد المقاومة الكهربائية للعوازل والإلكتروليتات أو تقل حسب النظام. للحصول على السلوك والشرح التفصيلي، راجع المقاومة الكهربائية والموصلية .

نتيجة لذلك، تتغير مقاومة الأسلاك والمقاومات والمكونات الأخرى غالبًا مع درجة الحرارة. قد يكون هذا التأثير غير مرغوب فيه، مما يتسبب في تعطل الدائرة الإلكترونية عند درجات حرارة عالية. ومع ذلك، في بعض الحالات، يتم استخدام التأثير بشكل جيد. عندما يتم استخدام مقاومة مكون تعتمد على درجة الحرارة بشكل مقصود، يسمى المكون مقياس حرارة المقاومة أو الثرمستور . (مقياس حرارة المقاومة مصنوع من المعدن، وعادة ما يكون البلاتين، بينما الثرمستور مصنوع من السيراميك أو البوليمر.)

تُستخدم مقاييس الحرارة المقاومة والمقاومات الحرارية بشكل عام بطريقتين. أولاً، يمكن استخدامها كمقايس حرارة : من خلال قياس المقاومة، يمكن استنتاج درجة حرارة البيئة. ثانيًا، يمكن استخدامها جنبًا إلى جنب مع تسخين جول (يُسمى أيضًا التسخين الذاتي): إذا كان هناك تيار كبير يمر عبر المقاوم، ترتفع درجة حرارة المقاوم وبالتالي تتغير مقاومته. لذلك، يمكن استخدام هذه المكونات في دور حماية الدائرة على غرار الصمامات ، أو للتغذية الراجعة في الدوائر، أو للعديد من الأغراض الأخرى. بشكل عام، يمكن للتسخين الذاتي تحويل المقاوم إلى عنصر دائرة غير خطي وهستيري . لمزيد من التفاصيل، راجع Thermistor #Self-heating effects .

إذا لم تتغير درجة الحرارة T كثيرًا، يتم استخدام تقريب خطي عادةً: حيث يُطلق عليه معامل درجة الحرارة للمقاومة ، و هي درجة حرارة مرجعية ثابتة (عادةً درجة حرارة الغرفة)، و هي المقاومة عند درجة الحرارة . المعلمة هي معلمة تجريبية تم تركيبها من بيانات القياس. نظرًا لأن التقريب الخطي هو مجرد تقريب، فإنه يختلف باختلاف درجات الحرارة المرجعية. لهذا السبب، من المعتاد تحديد درجة الحرارة التي تم قياسها بلاحقة، مثل ، والعلاقة تنطبق فقط في نطاق من درجات الحرارة حول المرجع. ^[9]$${\displaystyle R(T)=R_{0}[1+\alpha (T-T_{0})]}$$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle T_{0}}$${\displaystyle R_{0}}$${\displaystyle T_{0}}$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha _{15}}$

معامل درجة الحرارة عادة ما يكون${\displaystyle \alpha }$+3 × 10 ⁻³  K−1 إلى+6 × 10 ⁻³  K−1 للمعادن القريبة من درجة حرارة الغرفة. وعادة ما تكون سالبة بالنسبة لأشباه الموصلات والعوازل، مع قيمة متغيرة للغاية. ^[e]

تمامًا كما تعتمد مقاومة الموصل على درجة الحرارة، فإن مقاومة الموصل تعتمد على الانفعال . ^[10] من خلال وضع موصل تحت الشد (شكل من أشكال الإجهاد يؤدي إلى الانفعال في شكل تمدد الموصل)، يزداد طول مقطع الموصل تحت الشد وتقل مساحته المقطعية. يساهم كلا التأثيرين في زيادة مقاومة المقطع المجهد للموصل. تحت الضغط (الانفعال في الاتجاه المعاكس)، تقل مقاومة المقطع المجهد للموصل. راجع المناقشة حول مقاييس الانفعال للحصول على تفاصيل حول الأجهزة المصممة للاستفادة من هذا التأثير.

بعض المقاومات، وخاصة تلك المصنوعة من أشباه الموصلات ، تظهر خاصية التوصيل الضوئي ، مما يعني أن مقاومتها تتغير عندما يضيء الضوء عليها. لذلك، يطلق عليها اسم المقاومات الضوئية (أو المقاومات المعتمدة على الضوء ). وهي نوع شائع من أجهزة الكشف عن الضوء .

الموصلات الفائقة هي مواد لها مقاومة صفرية تمامًا وموصلية لا نهائية، لأنها يمكن أن يكون لها V = 0 و I ≠ 0. وهذا يعني أيضًا أنه لا يوجد تسخين جول ، أو بعبارة أخرى لا يوجد تبديد للطاقة الكهربائية. لذلك، إذا تم تحويل السلك الفائق التوصيل إلى حلقة مغلقة، يتدفق التيار حول الحلقة إلى الأبد. تتطلب الموصلات الفائقة التبريد إلى درجات حرارة قريبة من4 ك مع الهيليوم السائل لمعظم الموصلات الفائقة المعدنية مثل سبائك النيوبيوم والقصدير ، أو التبريد إلى درجات حرارة قريبة من77 كلفن باستخدام النيتروجين السائل للموصلات الفائقة الخزفية عالية الحرارة الباهظة الثمن والهشة والحساسة . ومع ذلك، هناك العديد من التطبيقات التكنولوجية للموصلية الفائقة ، بما في ذلك المغناطيسات الفائقة التوصيل .

• الموصلية الكمومية
  • ثابت فون كليتزينج (معكوسه)
• القياسات الكهربائية
• مقاومة التلامس
• المقاومة الكهربائية والتوصيل الكهربائي لمزيد من المعلومات حول الآليات الفيزيائية للتوصيل في المواد.
• ضجيج جونسون-نايكويست
• تأثير هول الكمي ، وهو معيار لقياسات المقاومة عالية الدقة.
• المقاوم
• كود RKM
• الدوائر التسلسلية والمتوازية
• مقاومة الورقة
• وحدات الكهرومغناطيسية في النظام الدولي للوحدات
• المقاومة الحرارية
• مقسم الجهد
• انخفاض الجهد

• "حاسبة المقاومة". مختبر إلكترونيات المركبات. جامعة كليمسون. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2010.
• "نماذج توصيل الإلكترون باستخدام السير العشوائي بأقصى قدر من الإنتروبيا". wolfram.com . مشروع العروض التوضيحية لـ Wolfram.