تعريف المقاومة الضوئية
مقاومة ضوئية هي مكون إلكتروني يستخدم على نطاق واسع ويتم رؤيته في مجال الإلكترونيات الضوئية وهذا المكون الصغير له مقاومة داخلية متغيرة تزيد أو تنقص اعتمادًا على الضوء الساقط عليها.
تقل مقاومة المقاوم الضوئي إذا كانت هناك زيادة في شدة الضوء على العكس من ذلك إذا قللت شدة الضوء من المقاومة. يُعرف هذا المكون أيضًا باسم: المجس الضوئي أو خلية كهروضوئية أو مقاوم يعتمد على الضوء.يستخدم الاختصار LDR لتسمية مقاومات الضوء التقليدية وتعني هذه الاختصارات: المقاوم المعتمد على الضوء.
ما هو اصل المقاوم الضوئي؟
المقاوم الضوئي هو مكون نشأ نتيجة لسلسلة من الاكتشافات التي حدثت في القرن التاسع عشر ومن بينها اختراع المقاوم من قبل جورج أوم في عام 1827.
بالإضافة إلى ذلك في اكتشاف مقاومة الضوء تم أيضًا إشراك الدراسات التي أجريت على نظريات ألبرت أينشتاين حول التأثير الكهروضوئي ونظريات ماكس بلانك وكلاهما يعتبران آباء نظرية الكم.
وبالمثل لعبت دراسات ويلوبي سميث التي ساعدت في اكتشاف الموصلية الضوئية دورًا مهمًا للغاية بحيث بعد بضع سنوات في منتصف القرن العشرين تم اكتشاف أول مقاوم للضوء وحصل على براءة اختراع في الولايات المتحدة الأمريكية.
◄ إقرأ أيضاً: كل شيء عن المقاومات الكهربائية وأنواعها
رمز المقاومة الضوئية أو LDR
خصائص المقاومة الضوئية و كيفية عملها
تستند المقاومات الضوئية في عملها على التأثير الكهروضوئي المعروف ويخبرنا هذا التأثير أن الفوتونات التي يتكون منها الضوء تتصادم مع إلكترونات المعدن وبالتالي تمزق أو تزيح ذراته وفي هذه العملية تكون إلكترونات المعدن في حركة ثابتة وهذا يفسح المجال لتيار كهربائي.
عادة ما يتكون المقاوم الضوئي من أشباه موصلات عالية المقاومة والمواد المستخدمة لتصنيع هذه العناصر هي كبريتيد الكادميوم. إذا التزمنا بالفقرة السابقة يمكننا أن نفهم أنه عندما تضرب الفوتونات LDR يتم امتصاص الفوتونات بسبب مرونة مادة أشباه الموصلات وهذا يعطي الإلكترونات طاقة كافية للقفز على نطاق توصيل الثقب الذي يتركه الإلكترون و يصبح الإلكترون نفسه موصلات كهربائية وبالتالي تقل مقاومة المقاوم الضوئي.
ميزة أخرى لـ LDR هي أنه يوصى باستخدامه فقط للكشف عن الإشارات الضوئية التي لا تتغير بسرعة ويرجع ذلك إلى حقيقة أن LDR لديه وقت استجابة يبلغ عُشر من الثانية . في بعض الحالات قد لا يتم الحصول على النتائج المرجوة إذا كانت تعمل في أوقات أقصر.
تختلف قيم المقاومة لهذه الأجهزة اعتمادًا على الاستخدام والضوء المتاح حيث تتراوح القيم النموذجية من 1 ميجا أوم أو أكثر في الظلام إلى 100 درجة في الضوء الساطع.
◄ إقرأ أيضاً: ما هي أنواع المقاومات الكهربائية ومجالات استعمالها
أنواع مقاومات الضوء
الشيء الذي يجب أن تكون واضحًا بشأنه إذا لم تكن معتادًا على هذه المكونات هو أنه في السوق يمكنك الحصول على نوعين مختلفين على الرغم من حقيقة أنهما يؤديان نفس الوظيفة إلا أنهما لهما آليات مختلفة قليلاً.
يوجد نوعان من مقاومات الضوء وهما كالتالي:
المقاوم الضوئي الخطي
تلك التي تستقطب عكس المصدر حيث يتم توصيله وتسمى أيضًا الثنائيات الضوئية.
المقاوم الضوئي غير الخطي
قطبية هذا النوع من المقاوم الضوئي لا تعتمد على المصدر حيث يتم توصيله.لذا قبل توصيل المقاوم الضوئي بالجهاز الذي تعمل به تأكد من أنك واضح بشأن نوع المقاوم الضوئي الذي يعمل معه بهذه الطريقة تتجنب أي إزعاج عند بدء التشغيل.
كيف يتم توصيل المقاوم الضوئي؟
تتمثل إحدى المزايا العظيمة لمقاوم الضوء في أنه بفضل تشغيله وتصميمه البسيط فإنه من السهل جدًا استخدام الأجهزة وتوصيلها في حال احتجت إلى ذلك. بعد ذلك نترك لك مقطع فيديو يتم شرحه خطوة بخطوة كيف يمكنك توصيل المقاوم الضوئي.
كما ترى ليس من الضروري أن تكون خبيرًا في الكهرباء لتتمكن من توصيل المقاوم الضوئي. عليك ببساطة أن تكون واضحًا بشأن تشغيلها وكذلك الأماكن التي يجب أن تقوم فيها بتوصيل المحطات الطرفية بالدائرة بحيث يمكنك توصيلها في غضون بضع ثوانٍ.
دائرة المقاومة الضوئية البسيطة
مزايا وعيوب مقاوم الضوء
تمامًا مثل أي مكون الكتروني آخر تتمتع مقاومات الضوء بمزاياها وعيوبها التي يجب أن تأخذها في الاعتبار في كل مرة تحتاج فيها إلى توصيلها أو استخدامها لتشغيل جهاز أو إضاءة منطقة كبيرة تحتاج إلى إضاءة جيدة في الظلام.
المزايا والعيوب التي يمكن أن نذكرها لمقاومة ضوئية هي كما يلي:
☺مزايا مقاومة ضوئية:
- ✔ يمكن أن تغطي الإضاءة التي يديرها المقاوم الضوئي الأسطح الكبيرة.
- ✔ إنها أجهزة سهلة الاستخدام لأنها تعمل فقط عن طريق توصيل المحطات الطرفية الصحيحة.
- ✔ تكلفة الحصول على مقاوم للضوء منخفضة وتسمح بتكاليف أقل للأفراد.
- ✔ لها علاقة رائعة بالنور والظلام والكهرباء.
◄ إقرأ أيضاً: انواع حساسات الاردوينو المستخدمة في تصميم المشاريع الالكترونية
☹سلبيات مقاومة ضوئية:
- ✘ يجب اختيار مقاوم الضوء وفقًا لنوع الضوء المراد قياسه: الأشعة تحت الحمراء أو الضوء المرئي أو الأشعة فوق البنفسجية.
- ✘ يحدث ما يعرف بتأثير الخلفية. ما تفعله هو أن تظل مخزنة في ما يمكن أن يكون ذاكرة المعدن ، ظروف معينة ، والتي يجب أن تتغير بسبب التغيرات في الضوء مما يؤخر تشغيله.
- ✘ لا يمكن استخدامها في الأماكن التي يختلف فيها الضوء بسرعة حيث أن سرعة الاستجابة لها بطيئة.
- ✘ تباين المقاومة كدالة لشدة الضوء ليس خطيًا.
- ✘ يجب أن تأخذ كل من هذه المتغيرات في الحسبان عند العمل مع مقاومات الضوء حتى لا تخطئ عند محاولة استخدامها أو توصيلها من أجل إلقاء الضوء على الأماكن التي بمجرد غروب الشمس تكون مظلمة للغاية.
خلاصة
لتلخيص كل ما سبق يمكننا القول أن مقاومة ضوئية أو ما يسمى أيضًا الموصل الضوئي أو الخلية الكهروضوئية هو أي مقاومة تغير من قيمتها اعتمادًا على كمية الضوء المتساقطة.
