لماذا تستخدم المقاومات قيمًا قياسية مثل ٤.٧ كيلو أوم بدلاً من الأرقام المستديرة

قد يجد العديد من المبتدئين في تصميم الدوائر الكهربائية قيم المقاومات القياسية غامضة. لماذا تكون القيم الشائعة مثل 4.7 كيلوأوم أو 5.1 كيلوأوم بدلاً من الأرقام المستديرة مثل 5 كيلوأوم؟

يُعزى السبب إلى استخدام نظام توزيع أسّي لقيم المقاومة، والذي تم تحديده من قبل اللجنة الدولية للإلكتروتقنية (IEC). هذا النظام يحدد سلسلة من القيم المفضلة، بما في ذلك السلسلة E3، E6، E12، E24، E48، E96، وE192.

على سبيل المثال:

• تستخدم السلسلة E6 نسبة تبلغ حوالي 10^(1/6) ≈ 1.5

• تستخدم السلسلة E12 نسبة تبلغ حوالي 10^(1/12) ≈ 1.21

في الواقع، لا يمكن تصنيع المقاومات بدقة مطلقة—كل منها لديه تحمل محدد. على سبيل المثال، مقاومة 100 أوم بتحمل 1% هي مقبولة إذا كانت قيمتها الفعلية تتراوح بين 99 أوم و 101 أوم. لتحقيق أقصى استفادة من الإنتاج، أنشأت الجمعية الأمريكية لصناعة الإلكترونيات نظامًا قياسيًا للقيم المفضلة.

افترض مقاومات ذات تحمل 10٪: إذا كانت مقاومة 100 أوم متاحة بالفعل (مع نطاق تحمل يتراوح بين 90 أوم و 110 أوم)، فلا حاجة لإنتاج مقاومة 105 أوم، حيث ستكون ضمن نفس النطاق الفعال. القيمة التالية اللازمة ستكون 120 أوم، حيث يتراوح نطاق تحملها (108 أوم إلى 132 أوم) حيث ينتهي النطاق السابق. وهكذا، ضمن نطاق 100 أوم إلى 1000 أوم، تكون هناك قيم معينة فقط—مثل 100 أوم، 120 أوم، 150 أوم، 180 أوم، 220 أوم، 270 أوم، و 330 أوم—ضرورية. وهذا يقلل من عدد القيم المختلفة في الإنتاج، مما يقلل من تكلفة التصنيع.

يظهر مبدأ التوزيع الأسي هذا في مجالات أخرى أيضًا. على سبيل المثال، تشمل فئات العملات الصينية 1، 2، 5، و 10 يوان، ولكن ليس 3 أو 4 يوان—لأن 1، 2، و 5 يمكن دمجها بكفاءة لتكوين أي مبلغ، مما يقلل من عدد الفئات المطلوبة. وبالمثل، غالبًا ما تتبع أحجام رؤوس الأقلام تسلسلاً مثل 0.25، 0.35، 0.5، و 0.7 مم.

وبالإضافة إلى ذلك، يضمن الفصل اللوغاريتمي لقيم المقاومة أنه، ضمن تحمل معين، يمكن للمستخدمين دائمًا العثور على قيمة قياسية مناسبة. عندما تتبع قيم المقاومة تقدمًا أسياً متوافقًا مع تحملها، فإن نتائج العمليات الرياضية الشائعة (الجمع، الطرح، الضرب، القسمة) تظل أيضًا ضمن حدود تحمل متوقعة.