قطعات الکترونیکی

آشنایی با مقاومت و انواع آن Resistance

resistor

آشنایی با مقاومت و انواع آن: مقاومت، قطعه ای الکتریکی است که در مقابل عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت نشان میدهد.مقاومتها در صنایع برق و الکترونیک از اهمیت بالایی برخوردارند و بیشتر..

به منظور محدود کردن جریان، تقسیم جریان و نیز ایجاد ولتاژهای مختلف در مدارات به کار گرفته میشوند. مشخصه دیگر مقاومتها، توان مجاز مقاومت است که منظور از آن بیشترین توانیست که یک مقاومت می تواند تحمل کند. اگر توانی بیشتر از این توان از مقاومت عبور کند، مقاومت می سوزد و باید آن را دور انداخت.

 مهمترین مشخصه مقاومتها، مقدار اهمی آنهاست که بر حسب اهم اندازه گیری میشود و هر چه بیشتر باشد، نشان دهنده این است که این مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت بیشتری نشان میدهد و سبب افت جریان بیشتری در مدار می گردد.

مشخصه دیگر مقاومتها، توان مجاز مقاومت است که منظور از آن بیشترین توانیست که یک مقاومت می تواند تحمل کند. اگر توانی بیشتر از این توان از مقاومت عبور کند، مقاومت می سوزد و باید آن را دور انداخت.

در ذیل، به بررسی خصوصیات و کاربردهای هر کدام از مقاومتها می پردازیم. در مطلب مربوط به انواع سنسور و کاربردهای آنها درباره ترمیستور و مقاومت حساس به نور مطالبی بیان شد.

مقاومت و انواع آن

 

انواع مقاومت ها

انواع مختلفی از مقاومت ها وجود دارند که می توانند در مدارهای الکترونیکی استفاده شوند. این انواع مختلف مقاومت‌ها بسته به ساخت آنها، خواص متفاوتی دارند و برای کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. مقاومت ها در اشکال، اندازه ها و مواد مختلف موجود هستند. به طور معمول مقاومت ها را می توان به دو نوع مقاومت خطی و مقاومت غیر خطی طبقه بندی کرد. 

مقاومت خطی

به مقاومت هایی که مقدار آنها با دما و ولتاژ اعمال شده تغییر می کند، مقاومت خطی می گویند. بیشتر انواع مقاومت ها دستگاه های خطی هستند که وقتی جریانی از آنها عبور می کند، افت ولتاژی را در خود ایجاد می کنند. مقاومت های خطی خود به دو نوع مقاومت های ثابت و متغیر دسته بندی می شوند.

مقاومت ثابت

مقاومت های ثابت، مقاومت هایی با مقدار مشخص هستند. مقاومت های ثابت یکی از پرکاربردترین انواع مقاومت ها هستند. از مقاومت های ثابت در مدارهای الکترونیکی برای تنظیم شرایط صحیح در مدار استفاده می شود.

انواع مقاومت های شامل دسته‌های زیر هستند:

مقاومت های سیمی

مقاومت سیم پیچ از هسته یا میله عایق با پیچیده شدن به دور یک سیم مقاومتی ساخته می شود. سیم مقاومت عموماً تنگستن، منگنین، نیکروم یا نیکل یا آلیاژ نیکل کروم است و هسته عایق از چینی، باکلیت، کاغذ باند پرس یا مواد خاک رس سرامیکی ساخته شده است. مقاومت های سیم پیچ منگنین بسیار گران هستند و با تجهیزات تست حساس به عنوان مثال استفاده می شوند. پل وتستون و غیره. آنها در محدوده توان 2 وات تا 100 وات یا بیشتر در دسترس هستند. ارزش اهمی این نوع مقاومت ها 1 اهم تا 200 هزار اهم یا بیشتر است و می توان تا دمای 350 درجه سانتی گراد به طور ایمن کار کرد.

علاوه بر این، توان یک مقاومت سیمی با توان بالا 500 وات است و مقدار مقاومت موجود این مقاومت ها 0.1 اهم تا 100 کیلو اهم است.

 

مقاومت های لایه نازک

اساساً، تمام مقاومت های لایه نازک از میله سرامیکی با شبکه بالا و یک ماده مقاوم ساخته شده اند. یک لایه مواد رسانا بسیار نازک که روی میله، صفحه یا لوله عایق پوشانده شده است که از مواد سرامیکی یا شیشه با کیفیت بالا ساخته شده است. 

 

مقاومت فیلم کربن

مقاومت های فیلم کربنی حاوی میله یا هسته ای از مواد عایق است که از مواد سرامیکی درجه یک ساخته شده است که به آن بستر می گویند. یک لایه یا لایه کربنی بسیار نازک مقاوم که در اطراف میله پوشانده شده است. این نوع مقاومت ها به دلیل نویز ناچیز و دامنه عملکرد گسترده و پایداری در مقایسه با مقاومت های کربن جامد، به طور گسترده در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند.

مقاومت فیلم فلزی

مقاومت های فیلم فلزی از نظر ساخت مانند مقاومت های فیلم کربنی هستند، اما تفاوت اصلی در وجود فلز (یا مخلوطی از اکسیدهای فلزی، نیکل کروم یا مخلوطی از فلزات و شیشه است که به آن لعاب فلزی می گویند که به عنوان فیلم مقاومتی استفاده می شود). به جای کربن مقاومت های فیلم فلزی بسیار ریز، ارزان و قابل اعتماد هستند. ضریب دمایی آنها بسیار پایین است (± 2 ppm/°C) و در جاهایی استفاده می شود که پایداری و سطح سر و صدای کم اهمیت دارد.

و مقاومت های لایه ضخیم.

روش تولید مقاومت های فیلم ضخیم مانند مقاومت های فیلم نازک است، اما تفاوت این است که به جای یک لایه نازک یا لایه ای از مواد مقاوم، یک لایه ضخیم در اطراف وجود دارد. به همین دلیل است که به آن مقاومت فیلم ضخیم می گویند.

مقاومت های اکسید فلزی

مقاومت های قابل ذوب

مقاومت های کربنی

این مقاومتها در اکثر مدارات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع مقاومتها، ارزان ترین مقاومتهای موجود در بازار هستند. از مقاومتهای کربنی برای توانهای پایین تا متوسط استفاده میشود. توانهای از ۰.۱۲۵ وات تا ۳ وات در بازار موجود هستند. این مقاومت، مقدار اندوکتانس پایینی دارد. به همین دلیل برای کاربردهای فرکانس بالا بسیار مناسب است.

از نقاط ضعف این مقاومتها می توان به نویز و ناپایداری آنها در دماهای بالا اشاره کرد که همین امر باعث میشود از این مقاومتها در مداراتی که حساسیت و دقت بالا موردنیاز است، کمتر استفاده شود.

مقاومت آجری

جنس این مقاومتها معمولا از نیکل کروم است و معمولا دارای یک روکش سرامیکی یا آجری می باشند و به همین دلیل به مقاومت آجری معروف هستند. ظرفیت اهمی و توان این مقاومتها بصورت عدد بر روی آنها چاپ میشود.

این مقاومتها از یک وات تا دهها وات در بازار موجود هستند. نکته حائز اهمیت در مورد این مقاومتها اینست که ممکن است در مدارات تا حد زیادی گرم یا داغ شوند و هنگام طراحی مدار باید محل مناسبی برای نصب آنها در نظر گرفته شود.

مقاومت متغیر

مقاومت‌های متغیر از یک نوار لغزنده تشکیل شده‌اند که به عنصر مقاومت اصلی و یک عنصر مقاومت ثابت ضربه می‌زند. به سادگی می توان گفت که یک مقاومت متغیر یک پتانسیومتر است که به جای 3 سیم، فقط 2 سیم اتصال دارد.

انواع مقاومت های متغیر شامل مقاومت های زیر می‌باشد:

پتانسیومتر

پتانسیومتر از یک المان مقاومتی دوار که درون محفظه ای قرار گرفته، ساخته شده است. دو پایه به دو انتهای این المان متصل است که مقدار مقاومت بین این دو پایه همواره ثابت و برابر مقدار اهمی پتانسیومتر است. بین این دو پایه، یک پایه دیگر وجود دارد که به یک کنتاکت متحرک متصل است و این کنتاکت متحرک می تواند بر روی المان مقاومتی حرکت کند و سبب تغییر مقاومت بین پایه وسط و هر کدام از پایه های کناری گردد. بیشترین کاربرد پتانسیومترها، برای تقسیم ولتاژ است. به عنوان مثال در دستگاههای صوتی از پتانسیومتر برای تغییر حجم صدا استفاده میشود.

اغلب پتانسیومترها دارای زاویه چرخش تقریبی ۳۰۰ درجه هستند اما نوع دقیقتر آنها که مولتی ترن نامیده میشود، دارای زاویه چرخشی از ۲ تا ۱۰ دور هستند.

 

رئوستا

رئوستا همان پتانسیومتر است با یک تفاوت کوچک و آن اینست که در رئوستا، یکی از ترمینالهای ثابت مورد استفاده قرار نگرفته و آزاد می ماند. به عبارت دیگر، رئوستا از یک المان مقاومتی، یک کنتاکت متحرک و یک کنتاکت ثابت تشکیل شده است.
رئوستا در مدارات به منظور تغییر جریان و دستیابی به جریان دلخواه به کار می رود.

مقاومت تریمر

یک پیچ اضافی با پتانسیومتر یا مقاومت های متغیر برای کارایی و عملکرد بهتر وجود دارد که به عنوان Trimmers شناخته می شوند. مقدار مقاومت را می توان با تغییر موقعیت پیچ برای چرخش توسط یک پیچ گوشتی کوچک تغییر داد. آنها از ترکیب کربن، فیلم کربن، مواد سرم و سیم ساخته شده اند و در محدوده 50 اهم تا 5 مگا اهم موجود هستند. توان پتانسیومترهای Trimmers از 1/3 تا ¾ وات است.

آشنایی با مقاومت و انواع آن

مقاومت غیر خطی

مقاومت‌های غیر خطی آن دسته از مقاومت‌هایی هستند که جریان الکتریکی عبوری از آن با تبادل ولتاژ یا دما تغییر می‌کند و طبق قانون اهم تغییر نمی‌کند. انواع مختلفی از مقاومت های غیر خطی وجود دارد، اما متداول ترین آنها در زیر ذکر شده است.

ترمیستورها

ترمیستورها نوعی مقاومت متغیر هستند که متوجه تغییر دما می شوند. به عبارت دیگر یک دستگاه 2 ترمینال است که به دما بسیار حساس است. مقاومت ترمیستور با دما نسبت معکوس دارد.

مقاومت های واریستور

وریستور یک مقاومت غیر خطی ساخته شده از نیمه هادی و جریان است که به طور غیر خطی به ولتاژ اعمال شده روی آن بستگی دارد. MOV یا وریستور اکسید فلزی رایج ترین شکل مورد استفاده مقاومت های وریستور است. این ویژگی، آنها را به عنوان وسایل حفاظتی در برابر ولتاژ مناسب می کند و اغلب به عنوان محافظ برق استفاده می شود.

مقاومتهای وابسته به ولتاژ یا وریستورها، مقاومتهایی هستند که مقدار آنها در ولتاژهای مختلف ثابت نیست و تغییر میکند. در این مقاومتها هر چه ولتاژ دو سر مقاومت بیشتر شود، مقدار مقاومت کاهش می یابد.

از وریستور در مدارهای الکترونیکی برای کنترل و حفاظت از قطعات الکترونیکی در مقابل صدمات ناشی از ولتاژ گذرای بیش از اندازه، استفاده می شود. زمانی که میخواهید از وریستور به عنوان محافظ یک قطعه استفاده کنید، باید آن را بصورت موازی با قطعه موردنظر قرار دهید. با این کار در صورتیکه اضافه ولتاژ روی قطعه بیفتد، مقاومت وریستور کاهش می یابد و جریان زیادی از وریستور می گذرد و جریان از قطعه موردنظر نمی گذرد.

همچنین از وریستورها جهت خنثی کردن حالتهای گذرای تحمیل شده بر قسمتهای حساس دستگاههای خانگی و روشنایی و تجهیزات صنعتی در هر دو حالت AC و DC استفاده میشود. وریستورها مستقیما به طور موازی با منابع تغذیه اصلی و سوئیچ های نیمه هادی جهت حفاظت ترانزیستورها، ماسفت ها و پل های تریستور قرار می گیرند.

 

مقاومت عکس یا LDR (مقاومت های وابسته به نور)

Photo Resistor یا LDR (Light Dependent Resistors) یا Photo Conductive Cell یک مقاومت متغیر کنترل شده با نور است. مقاومت عکس با افزایش شدت نور تابشی کاهش می یابد.

کاربردهای مقاومت هاLDR

این نوع مقاومت ها در دزدگیر، درب بازکن ها، آشکارسازهای شعله، دتکتورهای دود، نورسنج ها، مدارهای کنترل رله فعال کننده نور، کنترل اتوماتیک نور خیابانی صنعتی و تجاری و دستگاه ها و تجهیزات عکاسی کاربرد دارند.

مقاومت های خاص

مقاومت های SMD

مقاومتهای SMD نوع دیگری از مقاومتها هستند که بر روی مدارات الکترونیکی به صورت نصب سطحی لحیم کاری میشوند.

این مقاومتها در بردهای مدار چاپی با رنگ مشکی و چند عدد در وسط و رنگ نقره ای در دو طرف آن مشخص می شوند. به دلیل ابعاد کوچک این نوع مقاومتها، در اکثر دستگاههای پرتابل امروزی و در دستگاههایی که به نوعی محدودیت فضا وجود دارد از آنها استفاده میشود.

این مقاومتها در پکیج های ۴۰۲، ۶۰۳، ۸۰۵، ۱۲۰۶ و… در بازار وجود دارند. توان این مقاومتها بسته به سایز آنها از ۰.۰۳ وات تا ۰.۱۲۵ وات متغیر است.

کاربرد مقاومت ها

عملاً هر دو نوع مقاومت (ثابت و متغیر) به طور کلی برای اهداف زیر استفاده می شوند.

 

  • برای کنترل و محدود کردن جریانبرای تغییر انرژی الکتریکی به شکل انرژی گرمایی
  • به عنوان یک شنت در آمپر متر
  • به عنوان ضریب در ولت متر
  • برای کنترل دما
  • برای کنترل ولتاژ یا افت
  • برای اهداف حفاظتی، به عنوان مثال مقاومت های همجوشی در آزمایشگاه ها
  • در وسایل برقی خانگی مانند بخاری، آهن، میله غوطه وری و غیره.

به طور گسترده در صنایع الکترونیک استفاده می شود

 

 

resistor

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *