مقاومت الکتریکی و انواع آن

مقاومت الکتریکی

به خاصیت ماده ای که با عبور جریان الکتریکی موجود در یک مدارمخالف است، مقاومت می گویند. یا به بیانی دیگر مقاومت، توانایی مداری است که با جریان مخالف است.

شیشه، لاستیک، چوب … نمونه هایی از مواد مقاوم هستند. واحد مقاومت الکتریکی OHM (Ω) است که در آن ۱Ω = ۱V/1A است که از قانون پایه الکتریکی اهم V = IR گرفته شده است.

در کتاب ها و مراجع مختلف تعریف های دیگری از مقاومت نیز بیان شده است:

1. گر بین دو سر هادی اختلاف پتانسیل ۱ ولت وجود داشته باشد و جریان عبوری از آن ۱ آمپر باشد، مقاومت آن هادی برابر ۱ اهم (Ω) خواهد بود.
2. اگر ۱ آمپر جریان از مقاومتی عبور کند و ۱ ژول در ثانیه (۱ وات) انرژی (به شکل گرما) تولید شود، اندازه گیری آن مقاومت ۱ Ω است.

اهم کمیت اندازه گیری مقاومت است که وقتی یک آمپر جریان از آن عبور می کند، در یک ثانیه یک ژول انرژی (به شکل گرما) تولید می کند. واژه مقابل مقاومت را نیز رسانایی می گویند.

برای خرید مقاومت الکتریکی به فروشگاه کافه الکترونیک مراجعه نمائید.

مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت الکتریکی قطعه یا وسیله ای است که برای داشتن مقدار مشخصی از مقاومت طراحی شده است. یا به صورتی دیگر آن دسته از قطعات و وسایلی که به طور خاص برای داشتن مقدار معینی مقاومت طراحی شده اند و برای مقابله یا محدود کردن جریان الکتریکی عبوری از آن استفاده می شوند، مقاومت نامیده می شوند.

خوب است بدانید که مقاومت به طول (l)، مقاومت ویژه (ρ) و سطح مقطع آن (a) بستگی دارد که به عنوان قانون  مقاومت نیز مشهور است … R = ρ (l/a).

برای نشان دادن انواع مقاومت ها در مدارهای الکترونیکی از شکل های مداری و خلاصه شده آن استفاده می شود.

انواع مقاومت های الکتریکی:

مقاومت ها در اندازه ها، شکل ها و مواد مختلف موجود هستند. ما تمام انواع مقاومت های ممکن را یکی یکی با جزئیات با مزایا و معایب و کاربرد به شرح زیر مورد بحث قرار خواهیم داد:

مقاومت ها، به دو دسته بندی اصلی مقاومت های خطی  و غیر خطی تقسیم می شوند، که در این مقاله به صورت تخصصی به موضوع مقاومت های خطی خواهیم پرداخت.

پیشنهاد خرید

مولتی ترن ۵K اهم / ایستاده

۵۱,۲۰۰ ریالمشاهده محصول

مقاومت های خطی:

مقاومت هایی که مقادیر آنها با ولتاژ و دمای اعمال شده به مدار تغییر می کند، مقاومت های خطی نامیده می شوند. به عبارت دیگر مقاومتی که مقدار جریان آن با ولتاژ اعمال شده نسبت مستقیم دارد به مقاومت خطی معروف است.

به طور کلی مقاومت های که خطی نیز شامل دو دسته می شوند:

1. مقاومت های ثابت
2. مقاومت های متغیر

مقاومت های ثابت:

مقاومت ثابت مقاومتی است که مقداری خاص و معین  دارد و ما نمی توانیم مقدار مقاومت های ثابت را تغییر دهیم.

انواع مقاومت های ثابت:

• مقاومت های ترکیب کربن
• مقاومت های ضخیم سیم
• مقاومت های لایه نازک
• مقاومت های فیلم ضخیم
• مقاومت های ترکیب کربن

یک مقاومت ثابت معمولی از مخلوط کربن یا گرافیت دانه بندی شده یا پودر شده، پرکننده عایق یا یک چسب رزین ساخته می شود. نسبت مواد عایق در مقاومت ، مقدارواقعی مقاومت را تعیین می کند. پودر عایق (بایندر) به شکل میله ساخته شده و دو سر میله دو کلاهک فلزی وجود دارد.

برای اتصال آسان در مدار از طریق لحیم کاری، دو سیم هادی در دو سر مقاومت وجود دارد. یک کت پلاستیکی میله ها را با کدهای رنگی مختلف (چاپ شده) می پوشاند که نشان دهنده مقدار مقاومت است. آنها در ۱ اهم تا ۲۵ مگا اهم و در توان از ¼ وات تا ۵ وات در دسترس هستند.

ویژگی های مقاومت های ثابت:

به طور کلی، آنها بسیار ارزان بوده  و در اندازه و ابعاد کوچک در دسترس هستند از این رو، فضای کمتری را اشغال می کنند.همچنین مقاومت ثابت می تواند به راحتی به مدار متصل شود و برای ولتاژ بیشتر مقاومت کند.

از طرف دیگر، آنها پایداری کمتری دارند به این معنی که ضریب دمایی آنها بسیار بالا است. همچنین در مقایسه با انواع دیگر مقاومت ها صدای کمی ایجاد می کنند.

مقاومت های سیم پیچ:

مقاومت سیم پیچ از هسته یا میله عایق با پیچیده شدن به دور یک سیم مقاومتی ساخته می شود. سیم مقاومت عموماً از جنس موادی همچون: تنگستن، منگنین، نیکروم یا نیکل یا آلیاژ نیکل کروم است و هسته عایق از چینی، باکلیت، کاغذ باند پرس یا مواد خاک رس سرامیکی ساخته شده است.

 آنها در محدوده توان ۲ وات تا ۱۰۰ وات یا بیشتر در دسترس هستند. ارزش اهمی این نوع مقاومت ها ۱ اهم تا ۲۰۰ هزار اهم یا بیشتر است و می توان تا دمای ۳۵۰ درجه سانتی گراد به طور ایمن کار کرد.

مقاومت های سیم پیچ منگنین بسیار گران هستند و در مواردی مثل پل وتستون مورد استفاده قرار می گیرند.

 مزایا و معایب مقاومت های سیم پیچ

مقاومت های سیم پیچ صدای کمتری نسبت به مقاومت های ترکیب کربن ایجاد می کنند. عملکرد آنها در شرایط اضافه بارنیز بسیار خوب است ، با محدوده فرکانس DC و صدا استفاده شوند.

البته نقطه ضعف این دسته از مقاومت ها گرانی آنها بوده  و نمی توان آنها را در تجهیزات فرکانس بالا نیز استفاده کرد.

کاربرد مقاومت های سیم پیچ

مقاومت های سیم پیچی در مواردی که حساسیت بالا، اندازه گیری دقیق و کنترل جریان متعادل مورد نیاز است استفاده می شود، به عنوان مثال: مقاومت‌های سیم پیچ معمولاً در دستگاه‌ها و تجهیزات با توان بالا، دستگاه‌های تست و اندازه‌گیری، صنایع و تجهیزات کنترلی استفاده می‌شوند.

مقاومت های لایه نازک

اساساً تمام مقاومت های لایه نازک از میله سرامیکی با شبکه بالا و یک ماده مقاوم ساخته شده اند. یک لایه مواد رسانا بسیار نازک که روی میله، صفحه یا لوله عایق پوشانده شده است که از مواد سرامیکی یا شیشه با کیفیت بالا ساخته شده است.این نوع مقاومت ها دارای دو دسته هستند :

• مقاومت فیلم کربن
• مقاومت فیلم فلزی

مقاومت فیلم کربن

مقاومت های فیلم کربنی حاوی میله یا هسته ای از مواد عایق است که از مواد سرامیکی درجه یک ساخته شده است که به آن بستر می گویند. یک لایه یا لایه کربنی بسیار نازک مقاوم که در اطراف میله پوشانده شده است. این نوع مقاومت ها به دلیل نویز ناچیز و دامنه عملکرد گسترده و پایداری در مقایسه با مقاومت های کربن جامد، به طور گسترده در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند.

مقاومت فیلم فلزی

مقاومت های فیلم فلزی از نظر ساخت مانند مقاومت های فیلم کربنی هستند، اما تفاوت اصلی در وجود فلز (یا ترکیبی از اکسیدهای فلزی، نیکل کروم یا مخلوطی از فلزات و شیشه است که به آن لعاب فلزی می گویند که به عنوان فیلم مقاومتی استفاده می شود). به جای کربن مقاومت های فیلم فلزی بسیار ریز، ارزان هستند. ضریب دمایی آنها بسیار پایین است (± ۲ ppm/°C) و در مواردی استفاده می شود که پایداری و سطح سر و صدای کم از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

مقاومت های فیلم ضخیم

روش تولید مقاومت های فیلم ضخیم مانند مقاومت های فیلم نازک است، اما تفاوت این است که به جای یک لایه نازک یا لایه ای از مواد مقاوم، یک لایه ضخیم در اطراف وجود دارد.

به همین دلیل است که به این دسته از مقاومت ها ، مقاومت فیلم ضخیم می گویند.

مقاومت های فیلم ضخیم شامل چند زیر شاخه می باشد:

• مقاومت های اکسید فلزی
• مقاومت فیلم سرمت
• مقاومت های همجوشی

مقاومت های اکسید فلزی

با اکسید کردن یک فیلم ضخیم از کلرید قلع بر روی یک میله شیشه ای گرم شده (زیر لایه) روش ساده ای برای ساخت یک مقاومت اکسید فلزی است.

این مقاومت ها در طیف وسیعی از مقاومت ها با پایداری دمایی بالا در دسترس هستند. علاوه بر این، سطح صدای کار بسیار کم است و می توان از آن در ولتاژهای بالا نیز استفاده کرد.

مقاومت فیلم سرمت (مقاومت های الکتریکی شبکه ای)

در مقاومت های اکسید سرمت، ناحیه داخلی شامل مواد عایق سرامیکی است و سپس یک فیلم یا لایه آلیاژ کربن یا فلز دور مقاومت پیچیده می شود و سپس آن را در یک فلز سرامیکی (که به عنوان سرمت شناخته می شود) ثابت می کند.و برای نصب آسان در بردهای مدار چاپی ، آنها را به شکل مربع یا مستطیل می سازند.

این دسته از مقاومت ها عملکرد پایداری را در دمای بالا ارائه می دهند زیرا مقادیر آنها با تغییر دما تغییر نمی کند.

مقاومت های همجوشی

این نوع مقاومت ها مانند مقاومت های سیمی بوده و در  هنگامی که یک توان مدار از مقدار مشخص شده افزایش می یابد، آنگاه این مقاومت ذوب می شود، یعنی مدار را می شکند یا باز می کند. به همین دلیل است که به آن مقاومت های ذوبی می گویند. مقاومت های ذوبی کار دوگانه ای را انجام می دهند به این معنی که جریان را محدود می کنند و همچنین نیز می توانند به عنوان فیوز از آنها  استفاده کرد.

آنها به طور گسترده در تلویزیون ها، تقویت کننده ها و سایر مدارهای الکترونیکی گران‌قیمت استفاده می شوند. به طور کلی، مقدار اهمی مقاومت های ذوب پذیر کمتر از ۱۰ اهم است.

نویسنده : مهندس امیر عباس سلطانی