مقاومت الکتریکی، انواع و کاربرد آن

مقاومت الکتریکی(به انگلیسی:resistor)، قطعه هایی الکتریکی و یکی از اصلی ترین و رایجترین قطعات الکترونیکی استفاده شده در بردها و مدارهای الکترونیکی هستند و  بیشتر وظیفه آنها محدود کردن جریان، تقسیم جریان، افت ولتاژ، ایجاد ولتاژهای مختلف در مدارات ، خطوط ورودی خروجی Pull-up ، تنظیم سطح سیگنال وهمچنین محافظت مدار در برابر اضافه جریان است. مقاومت الکتریکی یکی از قطعات بسیار پرکاربرد و پر مصرف در صنعت برق و الکترونیک هستند.

مقاومت الکتریکی دو پایه دارد و مصرف کننده انرژی است. در واقع مقاومت ها قطعاتی پسیو هستند، پسیو به این معناست که فقط توانایی مصرف توان را دارند اما در تولید کردن آن ناتوان هستند.

واحد اندازه‌گیری مقاومت، اهم (Ω) است. نماد اهم حرف یونانی اُمگای بزرگ است. مقدار اهمی مقاومت هر چه بزرگتر باشد، بیانگر این است که این مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت بیشتری نشان میدهد و افت جریان بیشتری در مدار ایجاد می کند. براساس قانون اهم اختلاف ولتاژی بین دو پایه انواع مقاومت الکتریکی ایجاد می‌شود.

شدت جریان عبوری از هر نوع مقاومت الکتریکی رابطه مستقیمی با ولتاژ دو سر آن نوع مقاومت الکتریکی دارد. همچنین یکی دیگر از ویژگیهای مقاومتها توان مقاومت است که در واقع بیشترین توانی است که مقاومت می تواند تحمل کند و اگر توانی بیشتر از این توان از مقاومت عبور کند، مقاومت می سوزد. این توان با واحد وات (W) اندازه گیری می‌شود.

مقاومت الکتریکی در قطعاتی  مانند میکروکنترلرها، آپ امپ ها ، سایر مدارهای مجتمع و تراشه ها مورد استفاده قرار می گیرند. آنها انواع و ابعاد مختلفی دارند.

انواع مقاومت های الکتریکی

مقاومتها بر دو نوع اصلی خطی و غیر خطی تقسیم می شوند که هر کدام از آنها نیز انواع مختلفی دارند. از انواع خطی مقاومت ها می توان به مقاومت های ثابت و متغیر اشاره نمود. مقاومت متغیر مقدار اهم آن قابل تغییر است و بالعکس مقاومت های ثابت مقدار اهم آنها همواره یک مقدار ثابت است.

مقاومت های ثابت به چهار گروه اصلی تقسیم می شوند

گروه اول : مقاومت های کربنی CR

این نوع مقاومت الکتریکی از رایج ترین مقاومتهاست که به دلیل ارزان بودن و همچنین اندازه کوچک آن در مدارات الکتریکی و الکترونیکی بسیار پر استفاده است. این نوع مقاومت از ترکیب ذرات کربن ریز خرد شده یا گرافیت و مواد عایقی چون پودر سرامیک غیر رسانا یا همان خاک رس تولید می شود و این ترکیب را در یک استوانه کائوچویی می ریزند و دو سیم به دو سر مقاومت متصل می کنند. میزان مخلوط این مواد، مقدار اهم یک مقاومت را مشخص می کند. نماد مقاومت های کربنی CR (Carbon Resistor) است.

میزان مخلوط این مواد، مقدار اهم یک مقاومت را مشخص می کند. نماد مقاومت های کربنی CR (Carbon Resistor) است. یک مقاومت کربنی با مقدار اهم ۲۰ با نماد CR20K نمایش داده می شود. مقاومت های کربنی در سه بسته بندی E6، E12 و E24 در دسترس هستند که به ترتیب دارای ضریب خطا یا تلرانس ۲۰+-%، ۱۰+-% و ۵+-% و توان های رایج این سری از مقاومت ها از ¼ وات یا ۰٫۲۵ وات تا بیشتر از ۵ وات می باشد.

برای نوشتن مقدار اهم مقاومت ها روی مقاومت های کربنی کد های رنگی قرار داده شده است. برای پیدا کردن مقدار عددی اهم و تلرانس مقاومت می توانید از جدول کد رنگها استفاده کنید.

انواع مقاومت الکتریکی
گروه دوم : مقاومت های سیمی (WIRE WOUND RESISTOR)

نوع دیگری از مقاومت الکترونیکی، مقاومت های سیمی هستند که با استفاده از سیم‌های فلزی دارای مقاومت ساخته می‌شوند.

این نوع مقاومت از پیچاندن سیم های مقاومت دار طولانی به دور یک هسته ساخته شده که یک روپوش سرامیکی یا پلاستیکی بر روی سیم های پیچیده شده بر روی هسته می کشند تا به سیم هایی که در آن قرار دارد آسیبی وارد نشود.

مقاومت های سیمی یا سیم پیچی در دو نوع دقیق و قدرتی تولید می شوند. در نوع دقیق، محدوده توان های ۰.۲۵ وات تا ۲ وات ساخته می شود و از تلرانس پایین برخوردار است، اما این توانایی را ندارد که جریان های زیادی را از خودش عبور دهد. در مقابل نوع قدرتی، در محدوده توان های ۲ وات تا ۲۵۰ وات ساخته می شود و توانایی عبور دادن جریان های زیاد را از خودش دارد.

مقاومت های قدرتی دارای توان بالایی هستند و از ۲ تا ۳۰۰ وات توان دارند که می توانند جریان زیادی را از خود عبور دهند ولی مقاومت های دقتی دارای توان زیر ۲ وات هستند که جریان کمی را عبور می دهند.

در صورتی که مقاومت های سیمی قدرتی در یک محفظه سرامیکی باشند به آنها مقاومت آجری نیز می گویند. این محفظه حرارت تولید شده در دور دستگاه را کنترل می کند.

همچنین این مقاومت ها دارای اثر فیوزی هستند یعنی تا وقتی که جریان مناسب است کار می کنند و در صورتی که جریان زیاد شود همانند فیوز جریان را قطع می کنند و باعث حفاظت از مدار و جلوگیری از صدمه به آن می شود.

گروه سوم : مقاومت های لایه ای

مقاومت الکتریکی لایه ای ، ازترکیب مقاومت های کربنی و سیمی تولید می شود. این مقاومتها از نظر دقت در حد مقاومت های سیمی بوده ولی از نظر اندازه و قیمت به مقاومت های کربنی شباهت دارند.

. برای ساخت این نوع مقاومتها نواری نازک از ماده عایق از جنس سرامیک یا شیشه ایجاد می کنند.سپس برای اتصال مقاومت به مدار به دو انتهای لوله، دو رشته سیم رابط وصل می شود و در نهایت برای محافظت کردن از مقاومت آنها را با یک ماده عایقی، روکش می کنند.

گروه چهارم: مقاومت شبکه ای یا آرایه ای

مقاومت آرایه‌ای مجموعه‌ای از مقاومت‌ها است که در داخل یک پکیج قرار گرفته‌اند.مقاومت های شبکه ایی برای این طراحی شده اند که مدارهای الکتریکی کوچک تر شوند.

در شکل روبرو فرمول مقاومت الکتریکی را مشاهده می کنید.

انواع مقاومت‌های متغیر و کاربرد های آنها

مقاومت های متغیر به دو دسته پتانسیومتر و رئوستا تقسیم می شوند. از پتانسیومتر برای کنترل ولتاژ یا پتانسیل و از رئوستا برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌شود.

پتانسیومتر (potentiometer)

پتانسیومتر نوعی مقاومت است که دارای ۳ پایه و یک پیج روی آن می باشد که با آن می توان ولتاژ را تنظیم کرد.  برای توان های زیر ۲ وات از نوع کربنی و برای ۲ وات از نوع سیمی استفاده می شود. این نوع مقاومت الکتریکی کمک می کند تا به پتانسیل مورد نیاز دسترسی پیدا کنید.

رئوستا

این مقاومت الکتریکی دارای کنتاکت متحرک و یک کنتاکت ثابت بوده و در تغییر جریان کاربرد دارد.برای دست یابی به جریان دلخواه می توان از این نوع مقاومت استفاده کرد.

مقاومت های غیر خطی

مقاومت الکتریکی پیوسته

مقاومت های متغیر وابسته نوعی از مقاومت ها هستند که متغیر بوده اما مقدارشان بر اساس عوامل محیطی و مداری مثل ولتاژ، حرارت، نور و میدان مغناطیسی تغییر می کند. مقاومت الکتریکی پیوسته نیز به چند دسته تقسیم می شود.

مقاومتهای وابسته به ولتاژ یا وریستورها (varistor) VDR

این نوع مقاومت ها وابسته به ولتاژ هستند. بدین معنی که با بالا رفتن ولتاژ مقدار عددی آنها نیز بیشتر می شود. به طور معمول این مقاومتها برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و محافظت مدار در مقابل ولتاژ استفاده می‌شوند. 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.

مقاومت های وابسته به میدان مغناطیسی MDR (Magnetic Dependent Resistor)

این مقاومت ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی می باشد و مقدار این نوع مقاومت تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند.

مقاومت های وابسته به نور LDR(Light Dependent Resistor)

به این نوع از مقاومت ها فتورزیستور نیز می گویند. آنها حساس به میزان تابش نور هستند و هرچه بیشتر نور به این مقاومت ها بتابد مقدار این مقاومت ها بیشتر می شود. برای اینکه نور بتواند بر این نوع مقاومت اثر بگذارد سطح آن را با شیشه و یا پلاستیک شفاف می پوشانند.از این مقاومت ها برای صفحه های خورشیدی یا سنسور های نور استفاده می شود.

مقاومت های وابسته به حرارت یا ترمیستور

این نوع مقاومت ها وابسته به حرارت هستند و مقدار آنها با تغییرات دما تغییر می کند و دارای دو نوع PTC و NTC هستند.

PTC

(Positive Temperature Coefficient) دراین نوع مقدار مقاومت با افزایش دما، افزایش می یابد. از ترمیستورها برای کنترل دما در دستگاههای مختلف از جمله لباسشویی، ظرفشویی و پرینترهای سه بعدی وغیره استفاده میشود.

NTC

(Negative Temperature Coefficient) در نوع NTC برخلاف PTC مقاومت با افزایش دما کاهش می یابد. از این نوع مقاومت در ر گوشی های هوشمند رای اعلام گزارش حرارتی باتری به گوشی استفاده میشود.

کاربرد مقاومت

از مهمترین کاربردهای مقاومت می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • محدود و تنظیم کردن جریان الکتریکی عبوری از مدار
  • تقسیم ولتاژ و تنظیم آن در بخش‌های مختلف مدار، بسته به نیاز قطعات دیگر
  • تولید گرما و حرارت
  • تنظیم بهره الکتریکی یا همان (Gain)
  • تنظیم ثابت زمانی(Time Constant) مدار در مقاطع مختلف
  • حفاظت از LED ها یا سایر قطعات نیمه رسانا از خطر جریان بیش از حد

 

دیدگاهتان را بنویسید

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

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...