مقاومت الکتریکی چیست؟
مقاومت چیست به زبان ساده. ما در این مقاله به جنبه‌های مختلف این مقاله این موضوع می‌پردازیم، مقاومت نیروگاهی از یک ماده یا مدار است که در برابر جریان برق مقاومت می‌کند. این مقاومت میزان سختی عبور را تعیین می‌کند و بر اساس قانون اهم، به صورت نسبت ولتاژ به جریان (R = V/I) تعریف می‌شود. واحد اندازه‌گیری مقاومت اهم (Ω) است. مواد با مقاومت بالا مانند عایق‌ها جریان کمتری را می‌رسانند، در حالی که مواد با مقاومت پایین مانند رساناها به جریان می‌رسند. از شما دعوت می‌کنیم که همراه ما باشید تا به همراه هم به برسی مقاومت الکتریکی بپردازیم. مانند هر موضوع دیگری در این رشته این سوال هم دارای پیچیده گی های خاص خود است. مقاومت الکتریکی دارای ۲ دسته است که انواع آن نام برده می‌شود:
- مقاومت الکتریکی ثابت
- مقاومت الکتریکی متغیر
مقاومت الکتریکی ثابت چیست و انواع آن چیست؟
مقاومت الکتریکی ثابت دارای انواع مختلفی مانند مقاومت فیلم کربنی، مقاومت فیلم فلزی و مقاومت سیمی است. هرکدام از این مقاومت‌ها کاربردهای خاص خود را دارند.
مقاومت فیلم کربنی
متداول‌ترین نوع مقاومت در سیستم‌های الکترونیکی مقاومت با ترکیب کربن است. دانه‌های کربنی پس از مخلوط شدن با خاک رس و سخت شدن، به ماده‌ای تبدیل می‌شود که به نسبت کربن به خاک رس می‌شود. هرچه این نسبت بیشتر باشد، مقاومت کمتر خواهد بو. مقاومت‌های کربنی یکی از رایج‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین انواع مقاومت‌ها هستند و معمولاً به عنوان نمونه‌های اصلی مقاومت در مرکز می‌شوند. این مقاومت‌ها در توان‌های ۱/۸ وات، ۱/۴ وات و ۱/۲ وات با تلورانس ۵٪ و مقدار مقدار صد مگا اهم در مدارات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، به دلیل ضریب حرارتی تولید نویز زیاد، پایداری کم، این نوع مقاومت‌ها برای مدارات با دقت بالا و دقت بالا کمتر می‌شوند.
مقاومت های الکتریکی فیلم فلزی
این نوع مقاومت الکتریکی بسیار به مقاومت های کربنی شباهت دارد و عمده تفاوت آن با مقاومت کربنی در میزان دقت آن است. این نوع مقاومت‌ها با تلورانس‌های %۰.۵، ۱% و ۲% دقت بیشتری نسبت به مقاومت های کربنی دارند و به علت نویز کم و کمی تأثیر دما بر آن‌ها می‌توانند برای مدت زمان طولانی‌تری با دقت قابل قبولی کار کنند.
مقاومت های الکتریکی سیمی
مقاومت سیمی از سیم‌پیچ نیکروم یا سیم مشابه روی یک فرم عایق ساخته می‌شود و تحمل سیم‌های جریان‌های بالاتری نسبت به مقاومت‌های کربنی هم‌اندازه خود دارد. به سیم‌پیچی، این مقاومت‌ها علاوه بر مقاومت، ویژگی‌های دیگری نیز دارند که می‌توانند در مدارهای AC منفی داشته باشند، اما بر مدارهای DC دلیلی نمی‌گذارند. برای محافظت از سیم‌پیچ، معمولاً از پوشش سرامیکی یا پلاستیکی استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که مقاومت الکتریکی سیمی دارای دو دسته قدرتی و دقیق هستند:
- دسته قدرتی (مقاومت‌های زخم سیم برق): با توان ۲-۳۰۰ وات و قابلیت عبور جریان‌های بالا، معمولاً دارای پوشش سرامیکی هستند و به آن‌ها مقاومت آجری نیز گفته می‌شود.
- دسته دقیق : با توان زیر ۲ وات (۰.۲۵-۲ وات)، تلورانس پایین، و مناسب برای جریان‌های کم.
به دلیل خاصیت سلفی ناشی از سیم‌پیچی، این مقاومت‌ها در مدارات فرکانس بالا مناسب محل، یعنی سیم‌پیچی دولایی (Bifilar) استفاده می‌شود. همچنین، مقاومت‌های سیمی می‌توانند به عنوان مقاومت فیوزی عمل کنند، که در جریان بیش از حد، مدار را بدون شعله‌ور شدن قطع می‌کنند.
مقاومت های الکتریکی لایه‌ای
این مقاومت الکتریکی ترکیبی از مقاومت سیمی و کربنی است، که برای پروژه‌ها گزینه ای بهتری از لحاظ هزینه‌ها است.
مقاومت آرایه‌ای یا شبکه‌ای
امروزه کاهش هرچه بیشتر فضای طراحی مدارات از اولویت زیادی برخوردار است. این نوع از مقاومت الکتریکی به دلیل کاهش فضا شامل چند مقاومت در یک پکیج است؛ معمولاً یک پایه مشترک بوده و هر پایه دیگر دارای مقدار مقاومت مشخصی است در بعضی از آن‌ها، هر دو پایه یک مقاومت متفاوت را تشکیل می‌دهد.
مقاومت های الکتریکی متغیر و انواع آن چیست؟
پتانسیومتر:
پتانسیومتر این مقاومت الکتریکی از نوع سه پایه است که نحوه تنظیم آن با یک اهرم متحرک است که به جهت دلخواه در مسیر تغیر می‌کند . اگر در این نوع تنها دو پایه استفاده شود می تواند آز آن به عنوان نوع دوم این مقاومت های متغیر می‌توان یاد کرد . پتانسیومترها بـرای توان‌های ۲ وات کربنـی و بـرای توان‌های بالا تر سیمی هستند.
رئوستات:
رئوستات یک مقاومت الکتریکی است که برای کنترل جریان در مدار استفاده می‌شود. این دستگاه، شبیه به پتانسیومتر است اما تنها از دو ترمینال استفاده می‌کند: یکی به سر مقاومتی و دیگری به کنتاکت کشویی متصل است. رئوست‌ها برای جریان تحمل بالا، معمولاً به صورت صورت مقاومت‌های سیمی ساخته می‌شوند، که سیم مقاومتی روی یک هسته سرامیکی پیچیده شده و کنتاکت کشویی روی.
مطلب مرتبط: ترمینال برق چیست؟
مقاومت های الکتریکی وابسته و انواع آن چیست؟
مقاومت الکتریکی وابسته به حرارت : مقاومت‌های وابسته به حرارت (ترمیستورها) با تغییر دما، مقدار مقاومتشان تغییر می‌کند و به دو نوع تقسیم می‌شوند:
- PTC: مقاومت آن با افزایش دما می‌یابد. مقدار مقاومت در حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد مشخص می‌شود و دمایی که در آن مقاومت به دو برابر مقدار اولیه می‌رسد، به عنوان روشن‌تر می‌شود.
- NTC : مقاومت آن با افزایش دما کاهش می‌یابد و برای کاربردهایی که نیاز به کاهش با افزایش دما دارند، مناسب است.
مقاومت های الکتریکی وابسته به نور:
مقاومت‌های وابسته به نور (LDR یا فتورزیستور) با تغییر شدت نور مقدار مقاومتشان تغییر می‌کند. با افزایش نور، کاهش یافته (تا حدود ده اهم) و با کاهش نور، مقاومت افزایش می‌یابد (تا چند مگا هم). سطح این مقاومت‌ها با شیشه یا پلاستیک شفاف پوشانده می‌شود تا نور بر آن اثر بگذارد. از LDR معمولاً در فتوسل‌ها و نورسنج‌ها در مدارک الکترونیکی استفاده می‌شود.
مقاومت های الکتریکی وابسته به ولتاژ:
مقاومت های الکتریکی وابسته به ولتاژ یا وریستور (Varistor) معمولاً برای ثابت نگه‌داشتن ولتاژ و محافظت مدار در مقابل ولتاژ استفاده می‌شوند؛ البته وریستورها به پلاریته ولتاژ اعمال‌شده وابسته نیستند که این موجب می‌شود برای استفاده در مدارات AC مناسب باشند. مقاومت وابسته به ولتاژ با افزایش ولتـاژ اعمـالی کـاهش می‌یابد.
در قسمت بالا ما به معرفی انواع مقاومت های الکتریکی پرداخته‌ایم و در ادامه به ما به جزئیات دیگر می پردازیم.
آیا در مورد واحد مقاومت الکتریکی چیزی میدانی ؟
واحد اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی اُهم (Ω) است که نماد آن اُمگای بزرگ می‌باشد. یک اهم برابر است با مقاومت بین دو نقطه که با اعمال یک ولت اختلاف پتانسیل، جریانی برابر با یک آمپر از آن عبور می‌کند. مقاومت بزرگ‌تر را می‌توان با پیشوندهای کیلو، مگا یا گیگا نشان داد، که رایج‌ترین آن‌ها کیلویی است. برای مثال، مقاومت ۵.۳ کیلو اهم برابر با ۵۳۰۰ اهم است. قیمت مقاومت الکتریکی به عواملی مانند جنس، توان یا ولتاژ قابل تحمل دارد. این مقاومت‌ها معمولاً با نوارهای رنگی مشخص می‌شوند که هر رنگی را نشانگر یک کد خاص است. این کدها مقدار مقاومت و تلورانس آن را مشخص می‌کنند. راستی ما مطلبی در مورد افت ولتاژ منتشر کرده ایم.
به نقل قول از سایت ویکی‌پدیا: مقدار مقاومت به اختلاف پتانسیل و جریان عبوری وابسته نیست، بلکه به جنس و شکل ماده بستگی دارد؛ مثلاً، برای محاسبهٔ مقاومت یک سیم از رابطهٔ زیر استفاده می‌شود:
انواع مقاومت‌ها و علت استفاده از رنگ
مقاومت‌ها در جنس‌ها و ابعاد مختلف در در بر می‌گیرد . برای مثال می‌توان گفت : مقاومت های فلزی ، سیمی لایه ای یا دسته بندی های مختلفی دارد مانند مستقل با متغیر و همین دسته بندی‌ها به زیر مجموعه های کوچک تری تفسیم می‌شود که در اول مقاله گفته شده. مقاومت هایی که ابعاد کوچک تری دارند ، به دلیل ابعاد آن‌ها به جای حروف کدها روی آن درج می‌شود واحد های اندازه گیری آن‌ها برای مثال ( ۱ اهم و…) است ولی این نحوه هزینه زیادی دارد. لازم به ذکر است که مقدار های اهم مقاومت با میزان واقعی آن خطا دارد ولی استفاده از این رنگ‌ها به میزان کاربرد و آن در مدار الکتریکی می افزاید.
تکنیک های رمز گشایی رنگ درنحوه خرید مقاومت‌ها
برای رمز گشایی کد رنگ درج شده بر روی مقاومت‌ها، شما به یک تکنیک احتیاج خواهید داشت. آن کلید، جدول رنگ‌های مقاومت می‌باشد. به هر یک از رنگ‌ها، یک عدد اختصاص داده می‌شود. برای مثال زرد برابر ۰ و سبز برابر ۹ می‌باشد. بهتر است این جدول را به یاد بسپارید ، زیرا احتمالاً به آن در خرید مقاومت‌ها نیاز دارید.برای رمزگشایی مقدار مقاومت، ابتدا باید نوار رنگی اول را مشخص کنید. این نوار معمولاً پهن‌تر است و به لبه نزدیک‌تر قرار دارد. با این حال، کیفیت پایین چاپ در برخی مقاومت‌ها ممکن است تشخیص را دشوار کند. در چنین مواردی،
می‌توانید از نوار آخر (معمولاً طلایی یا نقره‌ای) کمک بگیرید که فاصله بیشتری از دیگر نوارها دارد و سمت راست قرار می‌گیرد. رمزگشایی از سمت چپ (نوار اول) آغاز می‌شود و به ترتیب ادامه می‌یابد. ابتدا مقدار عددی نوار اول را یادداشت کنید. به عنوان مثال، اگر نوار اول زرد باشد، عدد معادل آن ۴ است. سپس عدد نوار دوم را به دنبال آن اضافه کنید. برای نوار سوم، به جای نوشتن مقدار، به تعداد آن، صفر به انتهای عدد اضافه کنید. به این ترتیب، مقدار مقاومت به درستی محاسبه خواهد شد.در ادامه به توضیح یک مثال برای تکنیک‌های رمز گشایی می پردازیم :
روش خواندن رنگ مقاومت‌ها:
مقاومت را طوری بگیرید که نوارهای رنگی نزدیک به یک سمت مقاومت باشند.
از سمت نوارهای نزدیک‌تر شروع به خواندن کنید:
دو یا سه نوار اول: مقدار مقاومت را مشخص می‌کنند.
نوار بعدی: نشان‌دهنده ضریب (تعداد صفرها یا مکان اعشاری) است.
نوار آخر: تلرانس یا دقت مقاومت را نشان می‌دهد.
نکات مهم در نصب مقاومت در مدار چه است؟
علاوه بر نوع مقاومت، اهم مقاومت هم مهم است. شما با برسی و انتخاب درست مقاومت و محاسبات اهم درج شده روی قطعه در موقع نصب به شما می‌کند. اگر تجربه کافی در نصب ندارید با دنبال کردن مراحل زیر به راحتی به نتیجه دلخواه می‌رسید.
۱-تحمل توان مقاومت را بررسی کنید.
چک کنید که آیا مقاومت انتخاب شده تحمل توان لازم را دارد یا خیر. در صورت عدم تطابق، ممکن است با افزایش جریان، مقاومت داغ شده و خراب شود.
۲- دقت مدار را مشخص کنید.
بسته به نیاز دقت در مدار، یک مقاومت با دقت مناسب را انتخاب کنید. دقت‌های رایج برای مقاومت عبارتند از:
- ۱%
- ۵%
- ۱۰%
۳-همواره قطعات را مقاومت را برسی و از درست کار کردن مدار مطمئن شوید .
در صورت لزوم، قطعات همراه با نصب مقاومت را بررسی کنید و اطلاعات لازم را درباره آن‌ها بدست آورید. ممکن است نیاز به تغییر دیگر قطعات مدار باشد؛ چرا که احتمال دارد توان آن‌ها با مدار یکسان نباشد.
۴-جهت مقاومت در مدار را تعیین کنید.
به جهت نصب صحیح دقت کنید. برخی از مقاومت‌ها دارای پایه‌های مشخصی هستند که باید به درستی به سایر بخش‌های مدار متصل شوند. معمولاً مقاومت‌ها دو پایه دارند، و تشخیص جهت مناسب برای نصب آن‌ها در مدار مهم است.
۵- از حفاظ استفاده کنید.
در صورت لزوم، از عایق‌های مناسب برای مقاومت استفاده کنید. این محافظ می‌تواند شامل موارد مختلفی مانند: پوشش‌های حرارتی، الکترونیکی و چسبانده شده روی مقاومت باشند.
۶- تست را فراموش نکنید.
پس از نصب، با استفاده از ابزار مناسب، عملکرد و صحت عملکرد مقاومت را تست کنید. تا مطمئن شوید که به درستی کار می کند و مشکلی در مدار ایجاد نمی شود.
از نکاتی که می‌توان یاد کرد:
مدارات الکتریکی با معنادار خود عمل می‌کنند و نصب نادرست می‌توانند عملکرد کل مدار را مختل کند. در زمان نصب مقاومت در مدار، به نکات زیر توجه کنید:
- با توجه به نوع مدار و نحوه اتصال، پایه های آن را با سایر عناصر مدار (مانند دیود یا ترانزیستور) یا برای جلوگیری از تماس ناخواسته و اختلال در عملکرد مدار، قطعات لحیم شده را با عایق‌هایی مانند چسب حرارتی یا عایق الکتریکی پوشش دهید.
- پیش از شروع لحیم کاری، اطمینان حاصل کنید که برق مدار قطع و در صورت نیاز، از یک متخصص مجرب کمک بگیرید.
چگونه مقاومت را در مدار قرار دهیم؟
برای از مقاومت در مدار، ابتدا استفاده از مقاومت موردنیاز را با توجه به مشخصات مدار و کاتالوگ انتخاب کنید. مراحل زیر را انجام دهید:
- آماده‌سازی مقاومت: مقاومت را از دو سر نگه دارید و مطمئن شوید که پایه‌های آن تمیز و آماده اتصال به مدار هستند.
- اتصال به منبع تغذیه: یک سر مقاومت را به منبع تغذیه (مانند باتری یا مدارک تغذیه) وصل کنید. برای این کار می توانید از سیم یا ترمینال مناسب استفاده کنید.
- اتصال به مدار: سر دیگر مقاومت را به نقطه مشخصی در مدار (مانند ورودی یا خروجی) متصل کنید. این ارتباط باید دقیقاً مطابق با نقشه یا طرح مدار باشد.
- پایداری اتصال‌ها: برای تثبیت اتصال‌ها، از ابزارهایی مانند پیچ‌گوشتی یا ابزارهایی که برای استفاده از تا مقاومت و سیم‌ها به درستی در محل خود قرار دارند.
- بررسی ایمنی: مطمئن شوید که هیچ قسمتی از مقاومت با قطعات دیگر مدار یا سطوح فلزی ناخواسته تماس ندارد. برای این کار از ابزارهایی مانند مولتی‌متر یا پنس استفاده کنید.
- نهایی سازی نصب: در صورت نیاز، پایه‌های مقاومت را با لحیم کاری یا اتصال مطمئن به اتصال و اتصال مناسب برای جلوگیری از اتصال کوتاه استفاده کنید.
سوال‌های متداول درباره مقاومت الکتریکی
مقاومت الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟
مقاومت‌های الکتریکی است که وظیفه آن محدود کردن جریان و تنظیم ولتاژ در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است.
چگونه مقدار مقاومت را تشخیص دهیم؟
مقدار مقاومت با استفاده از کدهای رنگی روی بدنه آن مخصوص می‌شود. این کدها به کمک جدول استاندارد رمزگشایی می‌شوند.
تفاوت مقاومت ثابت و مشخص چیست؟
مقاومت ثابت مقدار مشخص و تغییری‌ناپذیر دارد، در حالی که مقاومت (پتانسیومتر) به شما امکان تنظیم مقدار مقاومت را می‌دهد.
چرا نصب صحیح مقاومت در مدار دارد؟
نصب نادرست می‌تواند باعث بروز خطا در عملکرد دیگر مدار یا حتی آسیب به قطعات شود.
نتیجه گیری درباره مقاومت الکتریکی
مقاومت الکتریکی یکی از اصلی‌ترین و پرکاربردترین قطعات در مدارات الکتریکی و الکترونیکی است که وظیفه کنترل جریان و تنظیم ولتاژ را بر روی کنترل دارد. این قطعه با تبدیل انرژی به گرما و محدود کردن جریان، از آسیب به سایر قطعات ساخته شده و عملکرد مدار را بهینه می‌کند. درک اصول کارکرد مقاومت و نحوه نصب صحیح آن در مدار، برای طراحی و تعمیر مدارات نیاز است. با انتخاب مقدار و نوع مقاومت با نیاز به مدار، ایمنی‌های برد های الکتریکی را تضمین کنیم.
