مقاومت چیست

مقاومت الکتریکی یک عنصر محدود و یا  تنظیم کننده جریان الکتریکی در مدار است و می تواند برای یک عنصر در مدار مانند ترانزیستور یک ولتاژ خاص ارائه دهد.

تعریف مقاومت بطور خلاصه عبارت است از جریان در یک مدار  dc، برابر با ولتاژ دو سر مقاومت تقسیم بر مقدار آن است. همچنین در جریان ac تا زمانی که مدار شامل سلف و خازن نباشد این رابطه بر قرار است و به نام قانون اهم شناخته می شود و با نماد Ω نمایش می دهند.شماتیک مداری بصورت تصویر زیر است. نماد مقاومت را معمولا همراه با مقدار مقاومت و نام آن (R)که از Resistor گرفته شده است نمایش می دهند.

مقاومت ها از اجزای منفعل مداری هستند، بدین معنی که تنها مصرف کننده هستند و هیچ انرژی به مدار تحویل نمی دهند و انرژی مصرفی را به صورت گرما تلف می کنند.مقاومت ها در ابعاد فیزیکی مختلف با اتلاف قدرت محدود و همچین از نظر نوع نصب بر روی برد، هم به صورت پایه دار و هم به صورت SMD ساخته می شوند.

تعیین مقدار مقاومت

مهم ترین پارامتر در مقاومت ها مقدار آن است که به دلیل کوچک بودن اندازه ی فیزیکی آنها در توان های پایین، از نوارهای رنگی برای مشخص کردن مقدار مقاومت استفاده می کنند که در مقاومت ها با تلرانس بیشتر از 2 درصد تعداد نوارهای رنگی 4 عدد است و در مقاومت های دقیق تر تعداد نوارهای رنگی پنج و شش عدد می باشد.

تعین مقدار مقاومت چهار نواری

نحوه خواندن نوارها به این صورت است که ابتدا مقاومت را همانند شکل زیر مقابل خود قرار می دهیم ، از سمت چپ به راست با توجه به جدول کد رنگ مقاومتها ، نوار اول را اولین رقم و نوار دوم را دومین رقم قرار می دهیم، نوار سوم تعداد صفر مقابل دو عدد دیگر را مشخص میکند و نوار آخر تلرانس مقاومت را تعیین می کند. اگر نوار سوم رنگ های طلایی یا نقره ای داشت دو عدد اول را به ترتیب بر 10 و 100 تقسیم می کنیم.

به عنوان مثال در شکل بالا، بجای نوار زرد عدد 4، بجای نوار آبی عدد 7 و بجای نوارنارنجی 10³ یا سه عدد 0 و در آخر بجای  نوار طلایی %5 قرار میدهیم

47000 Ω± 5%

مقاومت های بزرگ را می توان از واحد هایی مانند کیلو ،مگا استفاده کرد مانند:

47 kΩ± 5%

حداکثر و حداقل خطای مقاومت با تلرانس %5:

K44.35 K <R> 49.35

تعین مقدار مقاومت پنج نواری

مقاومت های پنج رنگ نسبت به چهار رنگ از دقت بیشتری برخوردار هستند. تفاوت آنها در این است که سه نوار اول سه عدد اول را تشکیل می دهند ،نوار چهارم تعداد صفرها و نوار پنجم درصد خطا را مشخص می کند.

برای تشخیص این که مقاومت را از کدام طرف بخوانیم این است که نوار اخر فاصله بیشتری نسبت به چهار رنگ دیگر دارد.

از سمت چپ به راست با توجه به جدول، نوار اول را اولین رقم ،نوار دوم را دومین رقم و نوار سوم را سومین رقم قرار می دهیم، نوار چهارم تعداد صفر مقابل سه عدد دیگر را مشخص میکند و نوار اخر تلرانس مقاومت را تعیین می کند .

به عنوان مثال در شکل بالا، به جای نوار زرد عدد 4، بجای نوار آبی عدد 7 و بجای نوار سبزعدد 5به جای نوار قرمز 10²یا دو عدد 0 قرار می دهیم و در اخر بجای نوار قرمز % 2 که مقدار تلرانس را مشخص میکند می گذاریم

47500 Ω± 2%

همچنین می توانیم مقدار را به شکل زیر بنویسیم

47.5 kΩ± 2%

مقاومت ها از نظر کاربرد

به دو دسته ثابت و متغیر تقسیم می شوند

مقاومت ثابت

به مقاومت هایی گفته می شوند که همواره مقدارآنها ثابت و همان مقدار نامی درج شده بر روی مقاومت است و عوامل محیطی و ولتاژهای مختلف تاثیری بر مقدار آن ندارد.

انواع ساختار مقاومت ها

مقاومت کربنی

مقاومت ها از جنس های مختلفی تولید می شوند که رایج ترین نوع در دستگاه های الکترونیکی و سیستم ها ، مقاومت کربنی است. این نوع مقاومت از گرافیت مخلوط با خاک رس و سخت ساخته شده است. مقدار مقاومت ، بستگی به نسبت کربن به خاک رس دارد و از این طریق مقدار ان را کم یا زیاد می کنند.

مقاومت سیمی

نوع دیگری از مقاومت ها از سیم پیچ نیکروم یا مواد مشابه، بر روی یک عایق ساخته شده است و به آن مقاومت سیمی می گویند. در این نوع مقاومت مقدار مقاومت را جنس و طول سیم مشخص می کند. مقاومت سیمی قادر به کنترل ، جریان بالاتر از یک مقاومت کربنی در همان اندازه فیزیکی است.

این مقاومت در مدارهای dc عملکرد یکسانی با مقاومت کربنی دارد ولی در مدارهای ac و تغییرات فرکانس از خود اثر سلفی نشان می دهد و مقدار مقاومت نسبت به مقدار نامی خود تغییر می کند.این مشکل با پیچیدن سیم به صورت دولایی خنثی کردن اثر خود القایی تا حدودی برطرف شده است.

مقامت لایه ای

همچنین نوعی دیگر از مقاومت، لایه ای نام دارد که از لایه ی نازکی اکسید فلز یا کربن روی یک عایق تشکیل شده و به صورت مارپیچ تراش داده می شود و در آخر یک لایه عایق جهت پوشش استفاده می کنند.

مقاومت SMD

مقاومت های SMD معمولا به شکل مستطیل سیاه و یا سفید، کوچک و براق می باشند که در طرفین دارای دو لبه رسانا جهت نصب بر روی برد هستند.

مقاومت آجری

مقاومت آجری یا سرامیک یکی از انواع مقامت های سیمی است که برای تحمل توان های بالا داخل یک پوشش از سرامیک قرار میگیرد و در رنج های مختلف از جمله 5 ،10 ،20 وات تولید می شوند.

مقاومت آرایه ای

نوع خاصی از مقاومت وجود دارد به نام مقاومت آرایه ای که شامل چند عدد مقاومت با مقدار برابر است و دارای یک پایه مشترک است که یک پایه همه ی مقاومت ها به آن متصل است.

مقاومت متغیر

مقاومت متغیر در مدار برای تنظیم مقدار مقاومت برای کنترل ولتاژ یا جریان مدار یا بخشی از مدار به کار می رود .مقاومت متغیر خود به دو دسته قابل تنظیم (غیر وابسته) و وابسته تقسیم می شوند

مقاومت متغیر قابل تنظیم

-پتانسیومتر

دارای سه پایه می باشد که دو پایه کناری ثابت و به یک المان مقاومتی متصل است که مقدار آن همان مقدار نامی مقاومت است و سر وسط به یک محور متحرک متصل است که بروی المان مقاومتی حرکت می کند و باعث تغیر مقاومت بین پایه وسط و دو پایه کناری می شود.

-رئوستا

همانند پتانسیومتر است ولی فقط یکی از پایه های ثابت و پایه متصل به محور متحرک مورد استفاده قرار می گیرد و جهت تنظیم جریان به کار می رود. شماتیک رئوستا به صورت شکل زیر است

-مولتی ترن

این نوع مقاومت بسیار دقیق تر از پتانسیومتر می توان آن را تنظیم کرد به این گونه که در پتانسیومتر در کمتر از یک دور مقاومت آن از حداقل به حداکثر تغیر می کند ولی در مولتی ترن برای رسیدن به این حالت باید چند دور محور آن چرخانده شود.

مقاومت های وابسته

به مقاومت هایی گفته می شود که مقدار آنها به عوامل مختلفی بستگی دارد مانند حرارت ،نور ،میدان مغناطیسی ،ولتاژ

مقاومت وابسته به ولتاژ (وریستور)

مقاومت وابسته به حرارت (ترمیستور)

مقاومت وابسته به نور (LDR)

مقاومت وابسته به میدان مغناطیسی  (MDR)

مقاومت وابسته به ولتاژ (وریستور)

وریستور یک مقاومت متغیر است ولی بر خلاف پتانسیومتر که می توان آن را به طور دستی بین حداقل و حداکثر تغییر داد در وریستور مقدار مقاومت با تغییرات ولتاژ دوسر آن به طور خودکار تغییر می کند به همین دلیل آن را مقاومت وابسته به ولتاژ می نامند و یک عنصر حفاظتی در مدار به شمار می اید. این قطعه نیز مانند دیود دارای مشخصه ی ولتاژ-جریان غیر خطی و غیر اهمی است اما برخلاف دیود این قطعه در هر دو جهت جریان عمل می کند و فاقد پلاریته است.بسیاری از وریستور ها شبیه به خازن عدسی هستند و اغلب با آنها اشتباه گرفته می شوند.

در شرایط عادی وریستور دارای مقاومت بسیار بالا است و مدار باز می باشد هنگامی که یک ولتاژ ناگهانی  بالا و ناپایدار  بیشتر از ولتاژ نامی وریستر به  آن اعمال می شود مقدار مقاومت غیر خطی کاهش می یابد و اتصال کوتاه می شود.

مقاومت وابسته به حرارت (ترمیستور)

ترمیستور یک مقاومت الکتریکی است که با تغییرات دما مقاومتش تغییر می کند .ترمیستور در حال حاضر به عنوان سنسور دما در مدارات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. ولی به عنوان سنسور دما در دماهای بالا قابل استفاده نیست این سنسور ها به دلیل حساسیت بالایی که دارند در دماسنج های خیلی دقیق به کار برده می شوند.از دیگر مزایای ترمیستور می توان به پاسخ سریع و کم حجم بودن اشاره کرد ولی رنج محدود دمای کارکرد آن از معایب ان محسوب می شود

ترمیستورها به دو دسته NTC و  PTC تقسیم می شوند :

NTC مخفف Negative Temperature Coefficient به معنای ضریب دمایی منفی می باشد و با افزایش دما مقدار مقاومت آن کاهش می یابد.

PTC مخفف Positive Temperature Coefficient به معنای ضریب دمایی مثبت می باشد و به این منظور است که با افزایش دما مقاومت ترمیستور آفزایش می یابد.

مقاومت وابسته به نور (LDR)

این نوع مقاومت وابسته به نور می باشد به این معنی که با کم یا زیاد شدن تابش نور به سطح آن مقدار مقاومتش تغییر می کند. مقاومت وابسته به نور را فتوسل یا  LDR مخفف light dependent resistor نیز می نامند.

کارکرد این نوع مقاومت به این گونه است که اگر تابش نور بر روی سطح آن زیاد باشد مقاومت آن کم و اگر تابش نور به سطح آن کم باشد مقاومت آن زیاد می شود

فتوسل در لامپ های اتوماتیک ،سلول های خورشیدی  ،سنسورهای تشخیص دود  کاربرد دارد

مقاومت وابسته به میدان مغناطیسی  (MDR)

مقاومتی است که مقدارش وابسته به میدان مغناطیسی است که در آن قرار گرفته است.مقاومت مغناطیسی برای تشخیص و اندازه گیری میدان مغناطیسی ،قدرت و جهت آن مورد استفاده قرار می گیرد.

MDR در دستگاهای قطب نما،اندازه گیری شدت میدان ،تشخیص موقعیت و تشخیص فلزات آهنی کاربرد دارد

ارائه شده در فروشگاه قطعات الکترونیک بازار برق

رنگ مقاومت 10 کیلو اهم

جدول رنگ این مقاومت