همه چیز درباره مقاومت الکتریکی

در این آموزش می خواهیم با یک قطعه پرکاربرد و مهم در علم الکترونیک، به نام مقاومت الکتریکی آشنا شویم و به صورت حرفه ای به نحوه شناسایی و اندازه گیری و عملکرد آن در مدار مسلط شویم.با انرژی و بدون وقفه شروع می کنیم.

مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت یک قطعه الکترونیکی است که جلوی عبور جریان الکتریکی را می گیرد. پس می تواند روی مقدار جریان و ولتاژ در یک مدار تاثیر بگذارد. به همین منظور از این قطعه برای کنترل جریان و ولتاژ در وسایل الکترونیکی به شدت استفاده می شود.

مقاومت را با حرف لاتین R نمایش می دهند و واحد آن اهم Ω می باشد.

برای اینکه در نمایش مقادیر خیلی بزرگ و خیلی کوچک راحت باشیم پیشوندهایی تعریف شده است، که رایج ترین آنها را در جدول روبرو مشاهده می کنید:جدول نمایش پیشوندها | مقاومت الکتریکی

مشخصه های مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت ها دارای چندین مشخصه هستند که در طراحی مدارات و تعمیرات باید در نظر گرفته شود که در ادامه به آن ها خواهیم پرداخت.

*مقدار اهم

قبل تر از این مشخصه نام بردیم . هر چه اهم یک مقاومت بالاتر باشد در برابر عبور جریان از خود مقاومت بیشتر نمایش می دهد و سبب افت جریان و ولتاژ می شود.(جلوتر نحوه اندازه ای اهم مقاومت را با هم بررسی خواهیم کرد.)

*توان مقاومت

همانطور که می دانید مقاومت قطعه ای است که جلوی عبور جریان یا حرکت الکترونها ایستادگی می کند بنابراین در اثر برخورد الکترون ها با مقاومت ، این قطعه به شدت داغ می کند ، این گرما باید از طریق بدنه مقاومت دفع شود در غیر این صورت، گرمای بیش از اندازه سبب سوختن مقاومت می شود.

مشخصه ای که به این مسئله می پردازد توان مقاومت می باشد. هر چه توان مقاومت بیشتر باشد گرمای بیشتر از مقاومت دفع می شود. اگر توان تحمل مقاومتی کمتر از شدت گرما حاصل از عبور جریان باشد می سوزد. پس باید در طراحی مدار به توان مقاومت توجه شود و  از مقاومتی استفاده شود که بتواند آن مقدار از گرمایی که به خاطر عبور جریان به وجود می آید را تحمل کند.

توان با حجم یا مساحت بدنه مقاومت رابطه مستقیمی دارد. هر چه مقاومت حجیم تر باشد گرمای بیشتری را به محیط اطراف انتقال می دهد.

امیداروم نقش توان در مقاومت را به خوبی متوجه شده باشید.

*تلرانس یا ضریب خطا

مقدار خطایی که ممکن است در مقدار اهم مقاومت وجود داشته باشد را با تلرانس نمایش می دهند.

انواع مقاومت الکتریکی

مقاومت ها شکل های بسیار متنوعی دارند که می توانیم با مبناهای مختلفی دسته بندی کنیم.

**مقاومت ها را می توانیم براساس نحوه قرار گرفتنشون در مدار به دو دسته تقسیم کنیم:

  • به صورت PTH (مخفف Plated Through Hole ) : این دسته از مقاومت ها دارای پایه می باشند و پایه هاشون از برد عبور می کنند و در پشت برد لحیم می شوند.
  • به صورت SMD/SMT (مخفف Surface Mount Device یا Surface Mount Technology ): این دسته از مقاومت ها معمولا به شکل مستطیل مشکی رنگ هستند و روی برد نصب می شوند.
مقاومت الکتریکی | smd روی بردمقاومت الکتریکی | smd
SMD
مقاومت الکتریکی | pth روی برد
PTH

**دسته بندی دیگری که برای مقاومت ها می توانیم در نظر بگیریم براساس کاربردشان می باشد:

  • مقاومت های ثابت Fixed Resistors
  • مقاومت های متغیر: Variable Resistors
  • مقاومت های قابل تنظیم
  • مقاومت های آرایه ای یا شبکه ای
  • مقاومت های چاپی

در ادامه به بررسی تک تک آن ها می پردازیم .

مقاومت های ثابت

مقاومت هایی که مقدار ثابتی دارند و تحت شرایط مختلف تغییر نمی کنند. مثل مقاومت های کربنی، قشر کربنی، قشر فلزی، اکسید فلز، مقاومت آجری یا سرامیکی،مقاومت های SMD و ….

  • مقاومت الکتریکی | آجری
  • مقاومت الکتریکی | کربن
  • مقاومت الکتریکی | قشر فلز

مقاومت های متغیر 

**مقاومت های متغیر تحت شرایط خارجی

مقدار اهم مقاومت های متغیر به کمیت های خارجی مثل حرارت ، نور، ولتاژ ،مغناطیس،رطوبت و … وابسته است و با تغییر این مقادیر تغییر می کند.

مقاومت NTC (مخفف Negative Temperature Coefficient)

مقدار مقاومت آن با افزایش حرارت کم می شود(با حرارت رابطه عکس دارد).

مقاومت PTC (مخفف Positive Temperature Coefficient)

مقدار مقاومت آن با افزایش حرارت زیاد می شود(با حرارت رابطه مستقیم دارد )

 مقاومت  VDR (مخفف Voltage Dependent Resistor  )

مقدار این مقاومت وابسته به ولتاژ می باشد و با افزایش ولتاژ مقدار مقاومت کم مب شود(رابطه عکس). به همین منظور برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در یک نقطه از مدار می توان از آن استفاده کرد.

مقاومت LDR ( مخفف (Light Dependent Resistor

مقدار این مقاومت با شدت نور تابیده به آن تغییر می کند. هر چه شدت نور بیشتر شود مقدار مقاومت آن کم تر می شود. مثل فتوسل

مقاومت MDR (مخفف Magnetic Dependent Resistor)

مقدار این نوع مقاومت ها تحت میدان مغناطیسی تغییر می کند. با افزایش میدان مغناطیسی مقدار مقاومت کاهش می یابد.

در شکل زیر چندین نمونه از مقاومت های متغیر همراه با سمبل نمایش آنها در نقشه (یا شماتیک) را مشاهده می کنید.

مقاومت الکتریکی | مقاومت متغیر

مقاومت های قابل تنظیم

این نوع مقاومت های هم مقدار ثابتی ندارند و متغیر هستند با این تفاوت که تحت شرایط تغییر نمی کنند بلکه به خواست و اراده ما و با یک عمل مکانیکی تغییر می کنند. یکی از کاربردهای این نوع مقاومت در دستگاه صوتی جهت کم و زیاد کردن صدا می باشد.در ادامه با سه نوع مقاومت قابل تنظیم آشنا می شویم.

  • پتانسیومتر: برای کنترل ولتاژ از این مقاومت استفاده می شود. طرز کار این مقاومت چگونه است؟ طبق تصویر زیر سه پایه دارد که دو پایه آن ثابت(A و B)  و یکی متغیر است(W). با چرخاندن پیچ مقدار مقاومت بین پایه وسط و دو پایه دیگر تغییر می کند.

مقاومت الکتریکی | پتانسیومتر

  • رئوستا: رئوستا به شکل زیر می باشد که سیمی با مقاومت بالا دور یک استوانه تابانده شده و لغزنده بالای استوانه به دو سمت حرکت می کند و قسمتی از سیم را درمسیر جریان قرار می دهد. به همین دلیل برای کنترل جریان می توان از این نوع مقاومت استفاده کرد.
  • مقاومت الکتریکی | رئوستا
  • تریمر: به جای دسته شیاری روی آن وجود دارد که می توان با پیچ گوشتی آن را تغییر داد (دوستان تعمیرکار حتما در تعمیر DVD رایتر با این قطعه سرو کار داشتند)

مقاومت الکتریکی | تریمر

مقاومت آرایه ای یا شبکه ای

چندین مقاومت یکسان در یک پکیج کنار هم قرار می گیرند و یک مقاومت واحد ایجاد می کنند.دو شکل SMD و PTH در تصویر زیر مشاهده می کنید.

در شکل pth ، یک پایه که با دایره علامت گذاری شده به عنوان پایه مشترک با سایر پایه ها در نظر گرفته می شود اما در شکل SMD پایه های روبرو با هم تشکیل یک مقاومت می دهند .

مقاومت الکتریکی | آرایه ایمقاومت چاپی

این نوع مقاومت ها به صورت مستقیم روی برد چاپ می شوند و در صورت خراب شدن قابل تعویض نیستند.

خب تا اینجا با انواع مقاومت ها آشنا شدیم در ادامه می خواهیم به صورت تخصصی به بحث مقاومت ها بپردازیم.

تشخیص مشخصه های مقاومت الکتریکی

**تلرانس مقاومت

ضریب خطا را می توانیم از طریق نوار رنگی یا نوشته های روی مقاومت به دست آوریم و معمولا برحسب درصد می باشد(در ادامه خواهیم دید)

**توان مقاومت

روی مقاومت نوشته می شود یا با توجه به حجم آن مشخص می شود.

**مقدار اهم مقاومت

اشکال مختلفی برای نمایش اهم مقاومت وجود دارد .

تشخیص مقدار مقاومت بدون کد 

در بعضی موارد مشخصه های مقاومت به صورت واضح روی آن حک شده است.

مشخصه های مقاومت روی آن

در مثال مقاومت 8 اهمی با توان 10 وات و تلرانس 2 درصد داریم ( خطا این مقاومت 2 درصد است پس مقدار اهم مقاومت بین 8+2% و 8-2% متغیر است)

تشخیص مقدار مقاومت از روی کد رنگی

در بعضی موارد ، مقدار اهم یک سری از مقاومت ها از روی خطوط رنگی موجود روی آن خوانده می شود.

  • اگر چهار نوار رنگی روی مقاومت باشد

نوار اول و دوم عدد و نوار سوم تعداد صفر ها یا ضریب را مشخص می کند. مقدار چهارم هم تلرانس می باشد.

  • اگر پنج نوار رنگی روی مقاومت باشد

نوار اول و دوم و سوم عدد و نوار چهارم تعداد صفر ها یا ضریب را مشخص می کند. مقدار پنجم هم تلرانس می باشد.

  • اگر شش نوار رنگی روی مقاومت باشد

مانند پنج رنگ ، نوار اول و دوم و سوم عدد و نوار چهارم تعداد صفر ها یا ضریب را مشخص می کند. مقدار پنجم تلرانس و مقدار ششم ضریب حرارتی می باشد.

مقاومت الکتریکی | خواندن اهم مقاومت از روی رنگ

تشخیص مقدار اهم مقاومت های SMD

حالت اول – 3 رقمی: در این حالت روی مقاومت سه رقم نوشته شده است که دو رقم ،عدد و رقم آخر تعداد صفرهای مقاومت می باشد.

حالت دوم- 4 رقمی: در این حالت روی مقاومت چهار رقم نوشته شده است که سه رقم ،عدد و رقم آخر تعداد صفرهای مقاومت می باشد.

مقاومت الکتریکی | خواندن مقدار مقاومت SMD

حالت سوم- یک حرف لاتین و چند رقم: در این حالت روی مقاومت چند رقم و یک حرف لاتین نوشته شده است که ارقام ،عدد و حرف لاتین رنج مقاومت می باشد.

نکته : حرف لاتین در هر جایی قرار گرفته باشد، به عنوان اعشار در نظر گرفته می شود.

نکته: R معادل اهم، K معادل کیلو اهم و M معادل مگااهم می باشد.

مقاومت الکتریکی | یک حرف لاتین و چند رقم

حالت چهارم- دو حرف لاتین و چند رقم: در این حالت روی مقاومت چند رقم و دو حرف لاتین نوشته شده است که ارقام ،عدد و حرف لاتین اول(R،K،M)، رنج مقاومت و حرف لاتین دوم ،تلرانس می باشد.

در تصویر زیر مقدار تلرانس هر حرف لاتین مشخص شده است.

مقاومت الکتریکی | دو حرف لاتین

آموزش این جلسه در اینجا به پایان رسید.

به این مقاله چند تا ستاره میدی؟
[تعداد رای: 2 امتیاز: 3]