درجه قدرت مقاومت
درجه قدرت مقاومت موضوع بحث ما در این پست می‌باشد، با ما همراه باشید.
قدرت الکتریکی توسط یک مقاومت جذب‌می‌شود زیرا این‌محصول‌ولتاژ و جریان با برخی مقاومت ها است که این‌نیرو را به‌گرما تبدیل‌می‌کند.
وقتی یک جریان‌الکتریکی از‌طریق یک مقاومت به‌دلیل وجود ولتاژ در‌آن عبور می‌کند، انرژی الکتریکی توسط مقاومت به‌صورت گرما از‌بین می‌رود.
هرچه این جریان بیشتر شود مقاومت داغتر می شود. این به عنوان درجه قدرت مقاومت شناخته می شود.
مقاومت ها با توجه به مقاومت و قدرت الکتریکی داده شده در وات ، (W) درجه بندی می شوند.
که می توانند با اطمینان و بر اساس اندازه خود ، استفاده شوند.
هر مقاومت دارای حداکثر درجه قدرت است که با توجه به اندازه فیزیکی آن تعیین می شود.
به‌طور کلی، هر چه سطح آن بیشتر باشد، قدرت بیشتری می‌تواند در هوای‌محیط یا در یک بخاری پخش کند.
از یک مقاومت می توان در هر ترکیبی از ولتاژ (در حد معقول) و جریان استفاده کرد به شرط آنکه از “رتبه بندی قدرت پراکنده” آن فراتر نرود و دارای درجه قدرت مقاومت باشد که نشان می دهد مقاومت چقدر می تواند به گرما تبدیل کند یا جذب کند بدون اینکه به خودش آسیب برساند .
Resistors Wattage Rating
درجه قدرت مقاومت گاهی اوقات Resistors Wattage Rating نامیده می شود .
یا به‌عنوان مقدار گرمی که یک‌عنصر مقاومت می‌تواند برای مدت زمان نامعلومی بدون‌تخریب عملکرد آن از بین ببرد، تعریف می‌شود.
میزان‌قدرت مقاومت ها بسته به‌اندازه،ساختار و دمای‌عملکرد محیط می‌تواند بسیار‌متفاوت از کمتر از یک دهم وات تا صدها وات باشد.
بیشتر مقاومتها دارای حداکثر قدرت مقاومت در برابر دمای محیط 70 درجه سانتیگراد یا کمتر هستند.
توان الكتريكي سرعتي است كه در آن انرژي مصرف يا مصرف شده (به گرما تبديل مي شود).
واحد استاندارد توان الكتريكي وات ، نماد W است و يك درجه مقاومت نيز در وات داده مي شود.
همانند سایر مقادیر الکتریکی، پیشوندها هنگام بیان مقادیر بسیار زیاد یا بسیار کم مقاومت ، به کلمه “Watt” متصل می‌شوند.
برخی از رایج ترین این موارد عبارتند از:
واحد های قدرت الکتریکی
| Unit | Symbol | Value | Abbreviation |
| milliwatt | mW | 1/1,000th watt | 10-3 W |
| kilowatt | kW | 1,000 watts | 103 W |
| megawatt | MW | 1,000,000 watts | 106 W |
قدرت مقاومت (P)
ما از قانون اهم می‌دانیم که وقتی جریانی از‌طریق یک مقاومت عبور‌می‌کند، ولتاژی روی‌آن افتاده و محصولی مربوط به‌نیرو تولید‌می‌کند.
به‌عبارت‌دیگر، اگر یک مقاومت در معرض ولتاژ قرار گیرد، یا اگر یک جریان را هدایت کند، همیشه برق مصرف می‌کند.
می توانیم این سه مقدار قدرت ، ولتاژ و جریان را به یک مثلث بنام مثلث قدرت تبدیل کنیم.
که به صورت گرما در مقاومت بالا، با جریان مصرف شده و ولتاژ روی آن در پایین، همانطور که نشان داده شده‌است، از بین می‌رود.
مثلث قدرت مقاومت
اگر مقادیر‌ولتاژ روی‌آن و جریان‌عبوری از آن را بدانیم، مثلث قدرت فوق برای محاسبه توان تلف‌شده در یک مقاومت عالی‌است.
اما همچنین می توان با استفاده از قانون اهم ، توان تلف شده توسط یک مقاومت را محاسبه کرد.
قانون اهم به ما اجازه می دهد تا با توجه به مقدار قدرت مقاومت ، اتلاف توان را محاسبه کنیم.
اگر فقط مقادیر دو ولتاژ، جریان یا مقاومت را بدانیم، با استفاده از قانون اهم می‌توان دو تغییر گزینه بیان فوق را برای توان مقاومت بدست آورد:
[ P = V x I ] Power = Volts x Amps
[ P = I2 x R ] Power = Current2 x Ohms
[ P = V2 ÷ R ] Power = Volts2 ÷ Ohms
اتلاف توان الکتریکی هر مقاومت در مدار DC را می‌توان با استفاده از یکی از سه فرمول استاندارد زیر محاسبه‌کرد:
در اینجا:
V = ولتاژ مقاومت در برابر ولتاژ است
I = در گردش جریان مقاومت در آمپر هستم
R = مقاومت مقاومت در اهم (Ω) است
از آنجا که درجه قدرت مقاومت پراکنده به اندازه فیزیکی آنها متصل می شود ، یک مقاومت 1/4 (0.250) W از نظر فیزیکی کوچکتر از مقاومت 1 وات است و مقاومتهایی که دارای اهم یکسانی هستند نیز در درجه بندی های مختلف توان یا وات در دسترس هستند.
به‌عنوان مثال مقاومت های کربنی معمولاً در درجه1/8 (0.125)W،1/4(0.250) W ،1/2 (0.5) W ، 1W و 2 وات ساخته می‌شوند.
به طور کلی هرچه اندازه فیزیکی آنها بزرگتر باشد ، میزان وات آن نیز بالاتر است.
با این حال، همیشه بهتر است یک مقاومت اندازه‌خاص انتخاب‌شود که توانایی اتلاف دو یا چند برابر توان‌محاسبه‌شده را داشته‌باشد.
در‌صورت نیاز به مقاومتهایی با توان وات بالاتر، معمولاً از مقاومتهای سیم پیچ دار برای دفع گرمای بیش‌از‌حد استفاده می‌شود.
| Type | Power Rating | Stability |
| Metal Film | Very low at less than 3 Watts | High 1% |
| Carbon | Low at less than 5 Watts | Low 20% |
| Wirewound | High up to 500 Watts | High 1% |
مقاومت های قدرت
مقاومت های قدرت Wirewound در طرح ها و انواع مختلفی وجود دارد.
از انواع آلومینیومی ساخته شده در هیت سینک استاندارد کوچکتر از نوع 25 وات همانطور که قبلاً دیده ایم ، تا مقاومت های قدرت چینی سرامیکی یا چینی 1000 وات بزرگتر که برای گرم کردن عناصر استفاده می شود.
مقدار مقاومت مقاومتهای سیم پیچ در مقایسه با انواع فیلمهای کربن یا فلز بسیار کم است (مقادیر اهمی پایین).
دامنه مقاومت یک مقاومت قدرت از کمتر از 1Ω (R005) تا فقط 100 کیلو اهم است.
زیرا مقادیر مقاومت بزرگتر به سیم سنج ظریف نیاز دارد که به راحتی خراب می شود.
مقاومت های کم اهم و کم قدرت به طور کلی برای کاربردهای سنجش جریان استفاده می شود.
با استفاده از قانون اهم گردش جریان از طریق مقاومت باعث افت ولتاژ در آن می شود.
این ولتاژ را می توان برای تعیین مقدار جریان جاری در مدار اندازه گیری کرد.
از این نوع مقاومت در تجهیزات اندازه گیری آزمایشی و منابع تغذیه کنترل شده استفاده می شود.
مقاومتهای نوری بزرگتر از سیم‌های مقاوم در برابر خوردگی تشکیل شده‌اند که بر روی یک نوع هسته چینی یا سرامیک ساخته شده‌اند.
عموما برای پخش جریان‌های هجومی بالا مثل آن‌هایی که در کنترل موتور، آهن ربای یا کنترل جرثقیل و موتور ترمز موتور تولید می‌شوند، استفاده می‌شوند.
بانک مقاومت
عموماً این نوع مقاومت ها دارای قدرت‌استاندارد تا 500 وات هستند و به‌طور کلی به‌یکدیگر متصل می‌شوند و”بانک مقاومت”نامیده می‌شوند.
یکی دیگر از ویژگی های مفید مقاومت های سیم سیم پیچ استفاده از عناصر گرمایشی مانند موارد استفاده شده برای آتش سوزی ، توستر ، اتو و غیره است.
در این نوع کاربرد از مقدار وات مقاومت برای تولید گرما و نوع سیم مقاومت در برابر آلیاژ استفاده می‌شود.
به طور کلی از نیکل کروم (Nichrome) ساخته شده است که اجازه می دهد تا درجه حرارت تا 1200oC.
تمام مقاومت ها اعم از کربن، فیلم‌فلزی یا سیم پیچ هنگام محاسبه حداکثر مقدار توان(وات) خود از قانون اهم پیروی‌می‌کنند.
همچنین لازم به‌ذکر‌است که هنگامی که دو مقاومت به‌طور موازی به هم متصل‌می‌شوند، درجه بندی قدرت مقاومت کلی آنها افزایش‌می‌یابد.
اگر هر دو مقاومت از یک مقدار و از یک قدرت یکسان باشند، در‌این صورت درجه قدرت مقاومت کل دو برابر می شود.
مثال شماره 1 درجه قدرت مقاومت
حداکثر درجه قدرت مقاومت در وات یک مقاومت ثابت که دارای ولتاژ 12 ولت در ترمینال های خود و جریان 50 میلی آمپر از آن است ، چقدر است.
با توجه به اینکه مقادیر ولتاژ و جریان را در بالا می دانیم ، می توانیم این مقادیر را در معادله زیر جایگزین کنیم: P = V * I.
مثال شماره 2 درجه قدرت مقاومت
حداکثر جریان ایمن را که می تواند از طریق مقاومت 1.8KΩ با 0.5 وات عبور کند محاسبه کنید.
باز هم ، همانطور که می دانیم درجه قدرت مقاومت ها چیست می‌توانیم این مقادیر را در‌معادله توان استاندارد جایگزین‌کنیم:
P = I2R
تمام مقاومت ها دارای حداکثر امتیاز توان پراکنده هستند.
که حداکثر میزان نیرویی است که می تواند با خیال راحت و بدون آسیب رساندن به خود فعالیت کند.
مقاومت هایی که بیش از حداکثر توان خود را دارند معمولاً خیلی سریع دود می‌شوند و به‌مدار متصل شده آسیب‌می‌رسانند.
اگر قرار است مقاومت از حداکثر درجه قدرت آن استفاده شود، نوعی هیت سینک یا خنک کننده مورد نیاز است.
درجه بندی مقاومت مقاومت پارامتر مهمی است که باید هنگام انتخاب مقاومت برای یک کاربرد خاص در نظر بگیرید.
وظیفه مقاومت در برابر جریان مقاومت از‌طریق مدار است و این کار را با اتلاف توان ناخواسته به‌عنوان گرما انجام‌می‌دهد.
انتخاب مقاومت با ولتاژ کوچک هنگام انتظار اتلاف‌زیاد باعث می‌شود مقاومت بیش از‌حد گرم شود و مقاومت و مدار‌از‌بین برود.
ما تاکنون مقاومت های متصل به منبع تغذیه ثابت را در نظر گرفته ایم ، اما در آموزش بعدی درباره مقاومت ها ، رفتار مقاومت هایی را که به منبع تغذیه سینوسی متصل هستند بررسی خواهیم کرد و نشان می دهیم که ولتاژ ، جریان و بنابراین انرژی مصرف شده توسط یک مقاومت مورد استفاده در یک مدار AC همه با هم فاز هستند.
برای مشاهده مقاله اختلاف پتانسیل اینجا کلیک کنید.