مقاومت ها

مقاومت ها اساسی ترین و رایج ترین اجزای الکترونیکی هستند  و در یک مدار نقش اساسی دارند.

انواع مختلفی از مقاومت در دسترس سازندگان لوازم الکترونیکی وجود دارد.

وظیفه اصلی مقاومت در مدار الکتریکی یا الکترونیکی مقاومت در برابر شدت جریان تولید گردیده.

از این رو نام مقاومت بر روی آن گذاشته شد.

تعدیل یا تنظیم جریان الکترون ها (جریان) از طریق آنها با استفاده از نوع ماده رسانایی است که از آنها تشکیل شده است.

مقاومتها همچنین می توانند در سری های مختلف و ترکیب های موازی به یکدیگر  متصل شوند تا شبکه های مقاومت ایجاد کنند.

البته می توانند به عنوان قطره چکان ولتاژ، تقسیم کننده ولتاژ یا محدود کننده جریان در یک مدار عمل کنند.

مقاومت ها عبارتند از:

“دستگاه های غیرفعال” ، یعنی هیچ منبع قدرت یا تقویتی ندارند بلکه فقط می توانند

ولتاژ یا سیگنال جریان را از طریق آنها ضعیف کرده یا کاهش دهند.

این میرایی منجر به از بین رفتن انرژی الکتریکی در قالب گرما می شود زیرا مقاومت در برابر جریان الکترون ها از طریق آن مقاومت می کند.

سپس اختلاف جریان بین دو پایانه یک مقاومت برای جریان نیاز است. این اختلاف بالقوه انرژی از دست رفته را متعادل می کند.

هنگامی که در مدارهای DC استفاده می شود، اختلاف پتانسیل ، که به عنوان افت ولتاژ مقاومت نیز شناخته می شود

با جریان مدار از طریق مقاومت در سراسر ترمینال ها اندازه گیری می شود.

بیشتر انواع مقاومت دستگاه های خطی هستند که وقتی جریان الکتریکی از طریق آنها جریان می یابد افت ولتاژ را در خودشان ایجاد می کنند.

زیرا از قانون اهم پیروی می کنند و مقادیر مختلف مقاومت مقادیر مختلف جریان یا ولتاژ را تولید می کنند.

این مسئله می تواند در مدارات الکترونیکی با کنترل یا کاهش گردش جریان یا ولتاژ تولید شد ه در آنها بسیار مفید باشد

که بتوانیم یک مبدل ولتاژ به جریان و جریان به ولتاژ تولید کنیم.

انواع مختلف با ویژگی های متنوع!

هزاران نوع مختلف از مقاومت ها وجود دارد و در اشکال مختلفی تولید می شود

زیرا ویژگی های خاص و دقت آنها متناسب با مناطق خاصی از قبیل:

• پایداری بالا
• ولتاژ بالا
• جریان بالا

و غیره است یا به عنوان مقاومت هایی با هدف کلی استفاده می شود که در آنجا ویژگی ها کمتر مشکل دارند.

برخی از خصوصیات متداول مرتبط با مقاومت  عبارتند از:

ضریب دما ، ضریب ولتاژ ، نویز ، پاسخ فرکانس ، قدرت و همچنین مقاومت دما ، سایز بدنه و قابلیت اطمینان.

در تمام نمودارها و نقشه های مدار الکتریکی و الکترونیکی، رایج ترین نماد مورد استفاده برای یک مقاومت با ارزش ثابت،

خط یک نوع ” زیگزاگ ” با مقدار مقاومت آن در اهم ، Ω است.

مقاومت ها مقادیر مقاومت را از کمتر از یک اهم، (<1Ω) تا بیش از ده ها میلیون اهم ، (> 10MΩ) در ارزش ثابت کرده اند.

مقاومتهای ثابت فقط یک مقدار مقاومت واحد دارند، برای مثال 100Ω ، اما مقاومتهای متغیر (پتانسیومتر) می توانند

تعداد نامتناهی از مقادیر مقاومت بین صفر و حداکثر مقدار آنها را فراهم کنند.

نمادهای مقاومت استاندارد

نمادی که معمولاً در طراحی های شماتیک و برقی برای یک مقاومت استفاده می شود می تواند یک خط از نوع “زیگ زاگ” یا یک جعبه مستطیل باشد.

همه مقاومتهای با ارزش ثابت مدرن را می توان در چهار گروه گسترده طبقه بندی کرد:

• مقاومت کربنی – ساخته شده از گرد و غبار کربن یا خمیر گرافیت ، مقدار wattage پایین
• Resistor Film یا Cermet – ساخته شده از خمیر اکسید فلز رسانا ، مقادیر wattage بسیار پایین
• مقاومت سیمی – بدنه های فلزی برای نصب هیت سینک ، رتبه بندی های بسیار زیاد وات
• مقاومت نیمه هادی – تکنولوژی فیلم نازک با فرکانس بالا / دقت بالا

انواع زیادی از انواع مقاومت ثابت و متغیر با سبک های مختلف ساخت در دسترس وجود دارد.

هرکدام ویژگی ها ، مزایا و معایب خاص خود را در مقایسه با سایرین دارند.

انواع ترکیبات مقاومت

مقاومت های کربنی رایج ترین نوع مقاومت هستند.

مقاومت های کربنی یک مقاومت ارزان قیمت است که در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

عنصر مقاومت آنها از مخلوطی از گرد و غبار کربن ریز خاکستری یا گرافیت (شبیه به سرب مداد) و یک پودر سرامیکی (رس)

غیر هادی ساخته شده است تا همه آنها را به هم بچسباند.

نسبت گرد و غبار کربن به سرامیک (رسانا به عایق)، مقدار مقاومت کلی مخلوط را تعیین می کند و هرچه

نسبت کربن بالاتر باشد مقاومت کلی کمتر می شود.

این مخلوط با سیمهای فلزی به شکل استوانه ای شکل میپذیرد و یا سیمها به هر انتهایی وصل می شوند

تا اتصال الکتریکی مطابق شکل نشان داده شود، قبل از اینکه با یک ماده عایق بیرونی و علامت های کدگذاری شده

رنگی پوشانده شود تا مقدار مقاومت آن را نشان دهد.

فولاد کربنی ترکیبی یک مقاومت با نوع کم و متوسط است که یک اندوکتانس کم دارد که آن‌ها را برای کاربردهای فرکانس بالا ایده‌آل می‌سازد،

اما آن‌ها همچنین می‌توانند از نویز و پایداری در هنگام گرم شدن رنج ببرند.

مقاومت‌های مرکب کربنی به طور کلی با نماد “CR” (برای مثال، CR۱۰kΩ) و در E۶ (برای مثال، accuracy)

و E۱۲ (± ۱۰ % تحمل) و E۲۴ (± ۵ % تحمل) با درجه‌بندی قدرت از ۰.۲۵۰ یا ۱ / ۴ از یک وات تا ۵ وات در دسترس هستند.

ارزان…!

انواع مقاومت کامپوزیت کربن برای ساخت بسیار ارزان هستند .

به همین دلیل معمولاً در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.

با این وجود ، به دلیل فرآیند ساخت آنها، مقاومتهای نوع کربنی از تحمل بسیار بالایی برخوردار هستند ،

بنابراین برای دقت بیشتر و مقاومت در برابر مقدار بالای سختی و استحکام ، از مقاومت فیلم استفاده می شود.

مقاومت نوع فیلم

اصطلاح عمومی “Resistor Film” از انواع فلز فیلم، کربن فیلم و فلز اکسید فیلم تشکیل شده است که عموماً با رسوب فلزات خالص

مانند نیکل یا یک فیلم اکسید مانند قلع اکسید بر روی میله سرامیکی عایق ساخته می شوند.

مقدار مقاومت با افزایش ضخامت مورد نظر فیلم رسوبی کنترل می شود و نام آنها را “مقاومتهای فیلم ضخیم” یا “مقاومتهای فیلم نازک” می دهد.

پس از سپرده شدن ، از لیزر برای برش الگوی مارپیچ با دقت بالا در این فیلم استفاده می شود.

برش فیلم به معنای افزایش مسیر رسانا یا مقاومت است ، کمی شبیه به گرفتن طول طولانی از سیم مستقیم و تشکیل آن در سیم پیچ.

این روش تولید اجازه مقاومت بسیار نزدیک‌تر (۱ % یا کم‌تر)نسبت به انواع ترکیب کربن ساده‌تر را می‌دهد.

تحمل یک مقاومت تفاوت بین مقدار ارجح (یعنی 100 اهم) و مقدار واقعی تولید شد ه آن یعنی 103.6 اهم است

و به صورت درصد بیان می شود ، مثلاً 5٪ ، 10٪ و غیره و در مثال ما واقعی تحمل 3.6٪ است.

مقاومتهای نوع فیلم همچنین در مقایسه با سایر انواع و مقادیر بیش از 10MΩ (10 میلیون اهم) در مقایسه

با سایر انواع و مقادیر به حداکثر مقدار اهمی بسیار بالاتر می رسند.

مقاومت فلزی

دارای پایداری دمایی بسیار بهتری نسبت به معادل‌های carbon، با نویز پایین‌تر هستند و به طور کلی برای

کاربردهای فرکانس بالا یا فرکانس رادیویی بهتر هستند.

مقاومت های اکسید فلز از توان جریان بالاتری با درجه حرارت بسیار بالاتر نسبت به مقاومت فیلم های معادل فلز برخوردار هستند.

نوع دیگری از مقاومت فیلم که معمولاً به عنوان یک مقاومت فیلم ضخیم شناخته می شود،

با رساندن خمیر بسیار ضخیم رسانا از CERamic و METal به نام Cermet ، روی یک بستر سرامیکی آلومینا ساخته می شود.

مقاومت Cermet دارای خواص مشابه با مقاومت فیلم های فلزی است و به طور کلی برای ساخت مقاومت های

نوع تراشه سطحی کوچک ، شبکه های چند مقاومت در یک بسته برای مقاومتهای PC و فرکانس بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

آنها از پایداری دما ، سر و صدای کم و رتبه بندی ولتاژ خوب اما خواص جریان کم برخوردار هستند.

Resistors Film Metal با یک نماد “MFR” (برای مثال، MFR۱۰۰kΩ) و یک CF برای انواع مختلف فیلم prefixed هستند.

مقاومت‌های فیلم فلزی در E۲۴ (± ۵ درصد تحمل)، E۹۶ (± ۱ % تحمل) و E۱۹۲ (± ۰.۵ %، ± ۰.۲۵ درصد تحمل)

با درجه قدرت ۰.۰۵ (۱ / ۲۰) وات به وات وات در دسترس هستند.

به طور کلی مقاومت‌های فیلم و مقاومت به خصوص فیلم فلز، مولفه‌های قدرت پایین دقیق هستند.

انواع مقاومت های سیمی

نوع دیگر مقاومت که به نام Wirewound Resistor نامیده می‌شود:

با سیم‌ پیچ یک سیم آلیاژ فلز نازک (Nichrome) یا سیم مشابه در شکل مارپیچ حلزونی شبیه به مقاومت فیلم بالا ایجاد می‌شود.

این نوع مقاومت به طور کلی تنها در مقادیر بسیار پایین اهمی میانی (از ۰.۰۱ تا ۱۰۰ kΩ) به دلیل اندازه سیم

و تعداد گردش‌های احتمالی آن‌ها برای استفاده در اندازه‌گیری مدارها و کاربردهای نوع پل Wheatstone در دسترس هستند.

آنها قادرند جریان های الکتریکی بسیار بالاتری نسبت به سایر مقاومتهای با ارزش اهمی مشابه با رتبه بندی توان بیش از 300 وات داشته باشند.

این مقاومتهای با قدرت بالا به یک بدنه ی آلومینیومی با باله های چسبانده شده ساخته می شوند تا فشار بیشتری پیدا کنند

تا سطح کلی آنها افزایش یابد تا گرما و سرمازدگی افزایش یابد.

این نوع مقاومت ها “مقاومت نصب شده روی شاسی” نامیده می شوند.

زیرا به گونه ای طراحی شده اند که به صورت فیزیکی بر روی هیت سینک ها یا صفحات فلزی قرار گیرند تا حرارت بیشتری تولید شود.

نصب مقاومت روی هیت سینک قابلیت حمل فعلی آنها را حتی بیشتر می کند.

مقاومت سیمی قدرت!

نوع دیگر مقاومت wirewound ، مقاومت سیمی قدرت است.

این انواع مقاومت بالا، انواع مقاومت القایی به طور کلی با یک enamel اپوکسی یا روکش شیشه‌ای برای استفاده

در بانک‌ های مقاومت یا کنترل فرمانیار موتور / کنترل فرمانیار و کاربردهای ترمز پویا پوشش داد ه می‌شوند.

آن‌ها حتی می‌توانند به عنوان space یا گرم‌کن‌های مخصوص کابینه به کار روند.

سیم مقاومت غیر القایی در اطراف یک لوله سرامیکی یا چینی که با میکا پوشیده شده است پیچیده می شود.

دلیل این امر این است که از گرم شدن سیم های آلیاژی در هنگام گرم شدن جلوگیری کند.

مقاومت‌های نوری در انواع مقاومت و درجه‌بندی قدرت با یک کاربرد اصلی از مقاومت الکتریکی موجود هستند که جریان الکتریکی

از طریق آن به گرما تبدیل می شود و  با هر عنصر پراکنده می‌شود که بدین ترتیب تا ۱۰۰۰ وات (۱ کیلو وات)انرژی پراکنده می‌شود.

از آنجا که سیم اتصال سیمی استاندارد به درون یک سیم‌پیچ درون بدنه مقاومت‌ها منتقل می‌شود،

مثل یک سلف عمل می‌کند که باعث می‌شود که آن‌ها اندوکتانس و مقاومت القایی داشته باشند.

این امر بر نحوه رفتار مقاومت در مدارهای AC با تولید تغییر فاز در فرکانسهای بالا به ویژه در مقاومتهای با اندازه بزرگتر تأثیر می گذارد.

طول مسیر مقاومت واقعی در مقاومت و لامپها باعث ایجاد سوزش در سری با مقاومت “آشکار” DC می شود

که منجر به یک مسیر مقاومت در برابر کلی از Z Ohms می شود.

فرمول…!

امپدانس (Z) اثر ترکیبی از مقاومت (R) و اندوکتانس (X) است که در اهم اندازه گیری می شود

و برای یک سری مدار AC به عنوان ، Z2 = R2 + X2 داده می شود.

هنگامی که در مدارهای AC استفاده می شود، این مقدار القا با فرکانس (واکنش القایی ، XL = 2πƒL) تغییر می کند.

بنابراین ، مقدار کلی مقاومت تغییر می کند.

واکنش متقابل استقرا با فرکانس افزایش می یابد اما در DC صفر است (فرکانس صفر).

سپس، مقاومت‌های نوری نباید در مدارهای نوع AC یا تقویت‌کننده مورد استفاده قرار گیرند،

که در آن فرکانس در امتداد مقاومت تغییر می‌کند.

با این حال، مقاومت‌های سیمی غیر القایی خاص نیز در دسترس هستند.

انواع مقاومت سیم با پیشوند “WH” یا “W” (به عنوان مثال WH10Ω) پیشوند می شوند

و در بسته‌بندی چرمی آلومینیومی WH (1 ± ، 2٪، ، 5٪ and و 10٪ ± تحمل) و یا زجاجیه موجود است.

بسته بندی لعاب دار (1٪ ، 2٪ ± و تحمل 5٪)) و با درجه‌بندی قدرت از ۱ W تا ۳۰۰ W یا بیشتر در دسترس هستند.

خلاصه انواع مقاومت

به طور خلاصه ، انواع مختلفی از مقاومت در دسترس است که از :

مقاومت کم

تحمل زیاد

مقاومتهای نوع کربن با هدف کلی تا

تحمل کم

هزینه بالا

مقاومت فیلم با

دقت بالا

و همچنین مقاومت سرامیکی با سیم بالا برخوردار است.

مقاومت، جریان را از طریق یک مسیر خاص تنظیم یا می تواند باعث کاهش ولتاژ در یک مدار الکتریکی شود.

مقدار مقاومت یک مقاومت، توانایی آن برای محدود کردن جریان در اندازه گیری از اهم (Ω) از کمتر از یک اهم و از میلیون ها اهم،

(مگا اهم) اندازه گیری می شود. مقاومت ها می توانند دارای یک مقدار ثابت باشند،

به عنوان مثال: 100 اهم، (100Ω) یا متغیر از 0 تا 100Ω.

مقاومت همواره همان مقدار مقاومت را داشته باشد، مهم نیست که فرکانس تامین از DC به فرکانس‌های بسیار بالا

و تمامی مقاومت‌ها یک چیز مشترک داشته باشد، مقدار مقاومتی آن‌ها در یک مدار همیشه مثبت خواهد بود و هرگز منفی نخواهد بود.

کاربردهای یک مقاومت در یک مدار الکتریکی یا الکترونیکی، وسیع بوده و با تمام مدار الکترونیکی که

با استفاده از یک یا چند نوع مقاومت طراحی شده‌اند، متفاوت است.

اهداف مقاومت!!!

Resistors معمولا برای اهدافی همچون محدودیت جریان، فراهم کردن ولتاژهای کنترل مناسب به وسایل نیمه‌هادی،

از قبیل ترانزیستورهای دوقطبی، محافظت از LED یا دیگر وسایل نیمه‌هادی از آسیب جریان،

و همچنین تنظیم یا محدود کردن پاسخ فرکانسی در یک مدار صوتی یا فیلتر استفاده می‌شود.

در مدارهای دیجیتالی میتوان انواع مقاومت را برای بالا یا پایین آوردن ولتاژ در پین ورودی یک تراشه منطقی دیجیتال

یا با کنترل ولتاژ در یک نقطه از مدار با قرار دادن دو مقاومت در سری برای ایجاد شبکه تقسیم ولتاژ استفاده کرد.

در برنامه آموزشی بعدی دنیای الکترونیک به روش‌های مختلف شناسایی مقدار مقاومتی انواع مختلف مقاومت‌های ثابت

با معمول‌ترین روش شناسایی، استفاده از کده‌ای رنگی و باندهای رنگی اطراف بدنه مقاومت در خدمت شما خواهیم بود.