مقاومت الکتریکی و انواع آن - قطعات الکترونیک

مقاومت الکتریکی چیست ؟

مقاومت های الکتریکی از مهمترین و اصلی ترین اجزای هرمدار الکتریکی هستند که برای کاهش جریان مدار به مقدار مشخص و یا افت میزان ولتاژ به مقدر معینی به کار می روند.

مقآومت های الکتریکی به دو دسته اصلی زیر تقسیم می شوند :

• مقاومت الکتریکی ثابت

• مقاومت الکتریکی متغییر

توجه : دانستن این نکته خالی از لطف نیست که مقاومت های الکتریکی ثابت نیز دارای انواعی هستند که مقدار آن ها به تعداد محدودی امکان تغییر دارد :

• مقاومت های زبانه ار : در این نوع مقاومت ها ، مقاومت دارای بیش از دو سر میباشد که با توجه به اینکه از اتصال کدام آن ها استفاده شود مقدار ثابت متفاوتی خواهیم داشت که معمولا حق انتخاب بین دو تا چهار مقاومت را به طراح می دهند.

• مقاومت های قابل تنطیم : این نوع مقاومت ها با مقاومت های متغییر متفاوت هستند در این نوع مقاومت ها شما به هر تعداد بار دلخواه نمی توانید مقدار مقاومت را تغییر دهید بلکه متناسب با طراحی مدارتان آن را روی مقدار دلخواه تنظیم کرده و بعد از آن روی مقدار مشخص شده در مدار مانند یک مقاومت ثابت قرار خواهد گرفت.

• مقاومت ثابت :

  • مقاومت فیلم کربنی (Carbon Film Resistor) :

رایج ترین و ارزانترین مقاومت ها ، مقاومت های کربنی هستند که معمولا اکثر افراد مقاومت را با این نوع می شناسند. مقاومت کربنی معمولا با توان های  ۱/۸ وات ، ۱/۴ وات و ۱/۲ وات و تلورانس 5% و حداکثر مقدار 100مگااهم در مدارات استفاده می گردند.

این نوع مقاومت ها به علت داشتن ضریب حرارتی بالا و توليد اغتشاش زیاد و ثبات کم در مدارات با حساسیت ودقت بالا کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

• مقاومت فیلم فلزی (Metal Film Resistor) :

این نوع مقاومت بسیار به مقاومت های کربنی شباهت دارد و عمده تفاوت آن با مقاومت کربنی در میزان دقت آن است ، این نوع مقاومت ها با تلرانس های %0.5 ، 1% ، 2% دقت بیشتری نسبت به مقاومت های کربنی دارند و به علت نویز کم و کمی تاثیر دما بر آن ها می توانند برای زمان طولانی با دقت قابل قبولی کار کنند.

• مقاومت سیمی (Wire Wound Resistor) :

مقاومت هاي سيمي دارای دو دسته قدرتی و دقیق هستند .دسته قدرتی (Power Wire wound Resistors) با رنج توانی 2-300 وات می تواند محدوده جریانی بسیار زیادی را از خود عبور دهد و دسته دقیق (Precision Resistors) که دارای توان های زیر 2 وات (رنج 0.25-2 وات) و در نتیجه دارای تلرانس پایین تری هستند و نمی توانند میزان جریان بالایی را عبور دهند.

این نوع مقاومت ها به دلیل ماهیت سیم پیچی که دارند نباید در مدارات فرکانس بالا استفاده شوند چرا که ممکن است دارای خاصیت سلفی شده و عملکرد مدار را مختل کنند.(البته در بعضی از انواع این نوع مقاومت ها با تغییر مدل پیچش سیم این اشکال هم رفع شده است-روش پیچیدن به صورت دولایی یا بی فیلار (bifilar))

مقاومت های سیمی قدرتی معمولا با یک محفظه سرامیکی پوشیده می شوند که در این حالت به آن ها مقاومت های آجری نیز گفته می شود (Cement Resistors) .

گاها از مقاومت های سیمی در مدارات به عنوان یک مقاومت فیوزی استفاده می شود (Fusible Resistor) چرا که در حالت عادی مانند یک مقاومت عمل می کند و درصورتیکه جریان بیش از حد مجازی به آن وارد شود مانند یک فیوز عمل کرده و قطع می شود (بدون آنکه شعله ور شود)

• مقاومت لایه ای :

مقاومت لایه ای ترکیبی از مقاومت های سیمی و کربنی است، که گزینه مقدار دقیق تر همراه با هزینه مناسب تر را پیش روی طراح قرار می دهد.

• مقاومت آرایه ای یا شبکه ای (شان ای هم گفته می شود) :

امروزه کاهش هرچه بیشتر فضای طراحی مدارات از اولویت های هر طراحی است ، این نوع مقاومت ها شامل چند مقاومت در یک پکیج است دقیقا به منظور کاهش فضا، که معمولا یک پایه مشترک بوده و هر پایه دیگر دارای مقدار مقاومت مشخصی است در بعضی از انواع آن نیز هر دو پایه تشکیل یک مقاومت متفاوت را می دهد.

• مقاومت متغییر (Variable Resistor) :

پتانسیومتر و رئوستا هر دو از خانواده  مقاومت های متغییر محسوب می شوند ، با این تفاوت كه از پتانسیومتر برای كنترل ولتاژ یا پتانسیل و از رئوستا برای كنترل جریان الکتریکی استفاده می شود به عبارت دیگر رئوستا همان پتانسیومتر است با این تفاوت که در رئوستا یکی از پایه های ثابت آزاد می ماند.

• پتانسیومتر (Potentiometer) :

پتانسیومتر یک مقاومت سه پایه است که با یک اهرم متحرک جهت تنظیم ولتاژ دلخواه در مدار استفاده می شود.اگر تنها دو پایه از آن استفاده شود می توان از آن به عنوان یک مقاومت متغیر یا رئوستا هم استفاده کرد. پتانسيومترها بـراي تـوان ۲ وات كربنـي و بـراي تـوان هـاي بـالاتر سيمي است.

• رئوستا (rheostat) :

رئوستا دارای یک المان مقاومتی ، یک کنتاکت متحرک و یک کنتاکت ثابت می باشد که در مدارهای الکتریکی جهت تغییر جریان (دست یابی به جریان دلخواه) به کار می رود .

• مقاومت وابسته : 

مقاومت های وابسته هم نوعی مقاومت متغیر هستند با این تفاوت که  همانند مقاومت های معمولی دارای ۲ پایه بوده  اما مقاومت آنها با توجه به یکی از پارامتر های محیطی مانند دما ، رطوبت ، نور ، مغناطیس ، ولتاژ و … تغییر می کند که انواع آن به شرح زیر می باشد :

• مقاومت وابسته به حرارت (Temperature Dependent Resistor) یا ترمیستور (Thermistor) :

مقدار مقاومت های وابسته به حرارت یا ترمیستور،  با تغییرات دما تغییر می کند ، این نوع مقاومت ها خود دارای دو نوع PTC و NTC هستند.

•    PTC

  به معنی ضریب دمای مثبت ( Positive Temperature Coefficient ) می باشد که مقاومت این قطعه با افزایش دما ، افزایش می یابد. مقدار مقاومت های     PTC را در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد مشخص کرده و علاوه بر آن ، دمایی را که در آن مقاومت PTC دو برابر می شود ، قید می کنند . به این دما ، دمای سوئیچ می گویند .

•     NTC بر خلاف PTC دارای ضریب دمای منفی ( Negative Temperature Coefficient )  می باشد که مقاومت آن با افزایش دما ، کاهش می یابد.

• مقاومت وابسته به نور ( Light Dependent Resistor ) یا LDR :

مقاومت های وابسته به نور و یا فتورزیستور،  با شدت نور تغییر مقدار می دهند یعنی هرچه نور بیشتری به آن تابیده شود مقدار مقاومت کمتری خواهند داشت (مقاومتی در حدود ده اهم) و هر چه نور کمتری به آن برسد به مقدار مقاومت بیشتری حتی تا صدبرابر خواهد رسید(مقاومتی در حدود مگااهم) ،  برای اینکه نور بتواند بر این نوع مقاومت اثر بگذارد سطح آن را با شیشه و یا پلاستیک شفاف می پوشانند. معمولا از این مقاومت در ساخت فوتوسل ها و یا به عنوان تشخیص دهنده نور (نور سنج) در برخی مدارها استفاده می شود.

• مقاومت وابسته به ولتاژ ( Voltage Dependent Resistor ) یا VDR :

مقاومت وابسته به ولتاژ  یا واریستور ( Varistor )  معمولا برای براي ثابت نگه داشتن ولتاژ و محافظت مدار در مقابل ولتاژ استفاده ميشو ند البته واریستورها به پلاریته ولتاژ اعمال شده وابسته نیستند که این موجب می شود برای استفاده در مدارات AC مناسب باشند . مقاومت وابسته به ولتاژ  با افزايش ولتـاژ اعمـالي كـاهش مـي يابد.

• مقاومت های وابسته به میدان مغناطیسی (Dependent Resistor Magnetic ) یا MDR :

مقدار این نوع از مقاومت ها همراه با اعمال میدان مغناطیسی به شیوه ای تغییر می کند که اگر دما افزایش یابد ، مقاومت آن ها کاهش می یابد چراکه در ساخت این نوع از مقاومت ها از نیمه هادی هایی با ضریب حرارتی منفی استفاده شده است.