مقاومت و انواع آن

قبل از ورود به دنیای الکترونیک باید با قطعات پسیوی مانند مقاومت و انواع آن آشناشوید و بدانید که مقاومت الکتریکی چیست و چه کاربردی دارد؟ همچنین باید با نماد مقاومت و انواع آن بطور کامل آشنا شوید تا علاوه بر خواندن نقشه مدارات مختلف از آنها برای طراحی مدار هایتان استفاده کنید.

قطعات اکتیو و پسیو

اجزا و قطعات الکترونیکی، بر اساس کاری که در مدار انجام می‌دهند، به دو گروه اکتیو و پسیو تقسیم می‌شوند.

قطعات اکتیو (فعال)

قطعات الکترونیکی فعال یا اکتیو، قطعاتی هستند که برای کار کردن نیاز به جریان یا اعمال ولتاژ دارند. قطعاتی مانند ترانزیستورها، آیسی ها، منابع تغذیه (ژنراتور، باتری و …) می توان نام برد.

قطعات پسیو (غیر فعال)

قطعات الکترونیکی  غیر فعال یا پسیو، قطعاتی هستند که برای راه اندازی جریان و ولتاژ جداگانه ای نیاز ندارند. قطعاتی مانند: مقاومت و انواع آن، انواع خازن ها ، قطعات القایی ( سلف (سیم پیچ )، ترانسفورمرها ، هسته فریت، اسپیکر و میکروفن، سنسورها و … .

 

مقاومت چیست

مقاومت و انواع آن یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیک دو پایه و مصرف کننده انرژی می باشند که در پکیج های SMD و DIP با توان های مختلف ساخته میشود. با مطالعه از روابط گفته شده در ” قانون اهم چیست” میتوان گفت که این قطعه میتواند برای تقسیم ولتاژ ، محدود کردن جریان و … در بایاس ترانزیستور ها، روشن کردن led ها، طراحی فیلترها و انواع مدارهای دیجیتال و آنالوگ مورد استفاده قرار بگیرد.

همچنین با بهره گیری از خواص مقاومت و انواع آن قطعه شما میتوانید علاوه بر راه اندازی انواع قطعات از آسیب دیدن آنها نیز جلوگیری کنید!

واحداندازه گیری آن “اهم” نامیده شده و آن را با (Ω) نمایش می دهیم.

 

مقاومت و انواع آن

 

مقاومت الکتریکی بسته به مقدار و توانی که دارد، میتواند با تبدیل بخشی از جریان الکتریکی به گرما از عبور جریان اضافی جلوگیری کند.

 

عوامل موثر بر مقدار مقاومت

 در آموزش های قبل گفتیم که ما به کمک قانون اهم و روابط بین ولتاژ، جریان میفهمیم که بسته به جریان عبوری از مدار، باید از چه مقاومتی استفاده کنیم. اما مقدار این مقاومت اصلا به جریان عبوری و یا ولتاژ دو سر آن وابسته نیست و فقط جنس و ابعاد مقاومت در تعیین مقدار آن نقش دارند.

  • R: مقاومت بر حسب اهم (Ω)
  • : مقاومت مخصوص سیم بر حسب اهم در متر (Ω.m)
  • L: طول سیم بر حسب m
  • A: سطح مقطع سیم برحسب متر مربع(m^2)

علاوه بر موارد گفته شده، دما نیز به صورت غیر مستقیم در مقدار مقاومت تاثیر دارد، زیرا دما بر  ( مقدار مقاومت ویژه ) هر ماده ای تاثیر دارد!

 

مقاومت و انواع آن

 

کاربرد مقاومت الکتریکی

  • با محاسبه مقاومت الکتریکی مناسب با کمک قانون اهم میتوان از آن برای تنظیم یا محدود کردن جریان کمک گرفت
  • برای تقسیم و کاهش ولتاژ در ورودی های ADC و …
  • میتوان از مقاومت و انواع آن برای تنظیم بهره الکتریکی کمک گرفت
  • میتوان از مقاومت و انواع آن برای محاسبه و تنظیم ثابت زمانی استفاده کرد

 

انواع مقاومت

مقاومت های الکتریکی به 2 دسته کلی تقسیم میشوند:

 

مقاومت ثابت

مقاومت های ثابت بسته به ماده تشکیل دهنده و نوع ساخت شان به سه دسته تقسیم می شوند:

 

مقاومت مخلوط کربن

مقاومت مخلوط کربنی که از پودر کربن، پودر سرامیکی و رزین تشکیل شده است، زمانی در میان مقاومت و انواع آن پرکاربرد ترین نوع مقاومت بود اما بخاطر داشتن معایبی ازجمله ضریب حرارتی زیاد، تولید اغتشاش زیاد و ثبات کم دیگر استفاده نمی شود.

 

مقاومت و انواع آن

 

 

مقاومت لایه ای

این نوع مقاومت ها از رسوب دادن یک لایه نازک کربن، فلز و یا اکسید فلز بر روی میله ای از جنس سرامیک ساخته شده که بر حسب جنس لایه مذکور به سه دسته لایه کربن، لایه فلز (سیمی) و لایه اکسید فلز (لایه ای)  تقسیم بندی میشوند.

 

مقاومت سیمی

مقاومت سیمی از پیچیدن طول معینی سیم مقاومت دار (از جنس آلیاژهای مختلفی مانند: نیکل مس، نیکل کروم و نیکل کروم آلمینیوم) دور استوانه ای از جنس سرامیک ساخته می شود.این نوع مقاومت عموما برای توان های بالا (2 تا حدود 250 وات) قابل ساخت است. این مقاومت ها عموما در یک محفظه سیمانی با مقطع مربع – مستطیل شکل ساخته می شوند و به مقاومت های آجری معروف اند.

 

مقاومت متغیر

مقاومت های متغیر مقاومت های متغیر به دو دسته کلی ” مقاومت های قابل تنظیم ” و ” مقاومت های وابسته ( تابع ) ” تقسیم می شوند .هر کدام از این دو دسته نیز به چند دسته مختلف تقسیم میشوند (در هر کدام از آنها عوامل تغییر دهنده مقدار مقاومت متفاوت است).

 

مقاومت قابل تنظیم

 

در بسیاری از مدار ها ما به مقاومتی نیاز داریم که بتوانیم مقدار آن را به صورت مکانیکی و دستی تغییر دهیم. برای مثال شما میتوانید از این نوع مقاومت ها به عنوان کنترل کننده حجم صدا در دستگاه های پخش صدا استفاده کنید.

این مقاومت ها بسته به کاربردشان در دو نوع “پتانسیومتر” و “رئوستا” ساخته می شوند.
به طور کلی این نوع از مقاومت های متغیر از سری کردن دو مقاومت حاصل میشوند و دارای سه پایه هستند.

 

مقاومت و انواع آن

مقاومت وابسته

 در الکترونیک مقاومت هایی ساخته می شوند که مقدار آنها در مدار بدون عمل مکانیکی تغییر میکند، به این مقاومت ها که عامل تغییر دهنده مقدارشان با هم متفاوت است، ” مقاوت متغیر وابسته ” می گویند.

انواع مقاومت وابسته:

  • مقاومت تابع ولتاژ
  • مقاومت تابع میدان
  • مقاومت تابع نور
  • مقاومت تابع حرارت

 

مقاومت تابع ولتاژ

این مقاومت ها که عموما جهت ثابت نگه داشتن ولتاژ یا محافظت مدار در برابر تغییرات ناگهانی استفاده میشوند، با تغییر ولتاژ مقاومت شان تغییر می کند تا همواره ولتاژ یکسانی در مدار وجود داشته باشد .

در دنیای الکترونیک به مقاومت تابع ولتاژ، “وریستور” می گویند.

 

مقدار اهم مقاومت های VDR با ولتاژ رابطه ی معکوس دارد، یعنی با افزایش ولتاژ مقدار اهم آنها کاهش می یابد!

 

وریستورها به پلاریته ی ولتاژ اعمال شده وابسته نیستند، بنابراین برای استفاده در مدارات AC بسیار مناسب هستند.

 

مقاومت و انواع آن

مقاومت تابع میدان

مقاومت وابسته به میدان یکی دیگر از انواع مقاومت وابسته است که در اثر مجاورت میدان مغناطیسی، مقدار آن تغییر میکند. مقدار مقاومت های MDR با اندازه قدرت میدان مغناطیسی رابطه مستقیم و با فاصله از میدان مغناطیسی، رابطه عکس دارد. به همین دلیل با نزدیک کردن این مقاومت به میدان مغناطیسی شدت میدان افزایش می یابد و در اثر افزایش شدت میدان، مقدار آن نیز افزایش پیدا می کند.

برای مثال با قرار دادن یک آهنربا دائمی در یک قسمت درب و اتصال مقاومت MDR در سمت دیگر، می توان باز یا بسته بودن درب را تشخیص داد.

مقاومت و انواع آن

مقاومت تابع حرارت

در دنیای الکترونیک به مقاومت تابع حرارت، “ترمیستور” می گویند.

مقدار این نوع مقاومت ها وابسته به دمای آنها است و برحسب مثبت یا منفی بودن ضریب حرارتی به دو دسته تقسیم می شوند

 

  • ترمیستور با ضریب حرارتی مثبت (PTC) : نوعی ترمیستور است که با افزایش دما مقدار مقاومت آن افزایش می یابد .
  • ترمیستور با ضریب حرارتی منفی : (NTC) نوعی ترمیستور است که با افزایش دما مقدار مقاومت آن کاهش می یابد.

می توان در مدار از این مقاومت ها به عنوان حس کننده(Sensor) های حرارتی در مسیر دستگاه های الکتریکی نظیر موتورهای الکتریکی ، کوره ها ، سیستم های تهویه و … استفاده کرد.

 

مقاومت و انواع آن

مقاومت تابع نور

مقدار مقاومت تابع نور، وابسته به تغییرات شدت نور تابیده شده به سطح آن است. به این صورت که اگر مقاومت تابع نور در فضای تاریک باشد، مقاومت آن خیلی زیاد می شود (در حد مگا اهم ) اما اگر در محیطی روشن باشد، مقاومت آن کم میشود ( در حد کیلو یا اهم ) .

از این مقاومت در مدارات الکترونیکی به عنوان تشخیص دهنده ی نور (نور سنج ) استفاده می شود .برای مثال شما میتوانید از این نوع مقاومت در دوربین های عکاسی و کلیدهای نوری و … استفاده کنید.

 

در دنیای الکترونیک به مقاومت تابع نور، “LDR” و سلول نوری هم می گویند.
برای اینکه نور روی عنصر مقاومتی فتورزیستور اثر گذارد معمولا سطح ظاهری آن را با شیشه یا پلاستیک شفاف می پوشانند .

 

مقاومت و انواع آن

محاسبه مقدار مقاومت از روی رنگ

در مقاومت کربنی برای خواندن مقدار مقاومت از 4 – 5 نوار رنگی که توسط کارخانه روی آن درج شده است، استفاده میکنیم. در این حالت از سه نوار رنگی برای مشخص کردن مقدار و یک نوار برای مشخص کردن تولرانس استفاده میشود.به این صورت که نوار اول دوم عدد مقاومت و نوار سوم ضریب عدد را نشان می دهد.

اگر ۵ نوار داشتیم (برای مقاومت های خیلی دقیق از 5 نوار استفاده میکنند) ، نوار سوم رقم سوم می باشد و حلقه ی چهارم ضریب است!

با چهار نوار رنگی

با پنج نوار رنگی

با شش نوار رنگی

22Ω , 5%

2200Ω , 1%

100k Ω 0.1% ,15ppm

  3

نقره ای

0.01

10%

طلایی

0.1

5%

مشکی

0

0

0

1

قهوه ای

1

1

1

10

1%

100ppm

قرمز

2

2

2

100

2%

50ppm

پرتقالی

3

3

3

1k

15ppm

زرد

4

4

4

10k

25ppm

سبز

5

5

5

0.5%

آبی

6

6

6

1m

0.25%

ارغوانی

7

7

7

10m

0.1%

خاکستری

8

8

5

سفید

9

9

9

ارقام مهمضریبتلرانسضریب دمایی

مثال)مقدار هر یک از مقاومت ها را از روی رنگشان محاسبه کنید.

قهوه ای – قهوه ای – زرد – بنفش – نارنجی

مقاومت و انواع آن

 

نقره ای – آبی- خاکستری – آبی

مقاومت و انواع آن

 

تلرانس یا درصد خطا مقاومت الکترونیکی

برای محاسبه درصد خطای مقاومت های الکترونیکی کافی است به نوار چهارم آن که بخاطر تمایز کمی پهن تر از سایر نوارها است، توجه کنید! برای مثال اگر رنگ چهارم نقره باشد یعنی درصد خطا  %10 است.

اگر مقاومتی نوار چهارم نداشته باشد تلرانس آن 20%  است!

رنگ (نوار چهارم)سیاهقهوه ایقرمزنارنجیزردسبزآبیبنفشخاکستریسفیدطلایینقره ای
تلرانس%1%2%0.5%0.25%0.1%0.05%5%10

تا اینجا به طور کامل با قطعه مقاومت و انواع آن آشنا شدیم و یادگرفتیم که چطور مقدار مقاومت را از روی نوار های رنگی آن محاسبه کنیم، اما در ادامه قصد داریم که سری و موازی بستن مقاومت ها و نحوه محاسبه مقاومت معادل آنها را به شما بیاموزیم.

 

سری و موازی بستن مقاومت ها

در کارهای عملی گاهی به علت در دسترس نبودن مقاومتی با مقدار یا توان مطلبوب، مجبور می شویم با سری و موازی بستن مقاومت های موجود، مقاومت دلخواه را ایجاد کنیم. برای این کار دو راه داریم:

  • سری کردن مقاومت ها
  • موازی کردن مقاومت ها

 

مقاومت های سری

مقاومت و انواع آن

در این حالت برای محاسبه مقاومت معادل” یعنی مجموع مقاومت های سری شده” کافیست مقدار همه مقاومت ها را با هم جمع کنیم.

Rt=R1+R2+…+Rn 

مقاومت های موازی

اگر در مدار چند مقاومت را به شکلی ببندیم که ابتدا و انتهای همه ی آنها به همدیگر متصل باشند( مانند شکل زیر) یعنی آنها را باهم موازی کرده ایم.

مقاومت و انواع آن

در این حالت برای محاسبه مقاومت معادل” یعنی مجموع مقاومت های موازی شده” کافیست مقدار همه مقاومت ها را از فرمول زیر بدست آوریم.

مقاومت و انواع آن

هرگاه دو مقاومت به صورت موازی به هم متصل شوند، مقاومت معادل از تقسیم حاصل ضرب دو مقاومت بر مجمع آنها بدست می آید!

مقاومت و انواع آن

 

مدارهای الکترونیکی متشکل از مقاومت و انواع آن اغلب ترکیبی از مقاومت های سری و موازی هستند، بنابراین باید برای به دست آوردن مقاومت معادل، سعی کنیم مساله را به قسمت های کوچکتر تبدیل کنیم و هر قسمت را جداگانه محاسبه و با قسمت دیگر جمع کنیم.

مثال) مقاومت مجموع Rt را برای مدار ترکیب مقاومت زیر بیابید.

 

مقاومت و انواع آن

 

ممکن است در نگاه اول حل این مدار پر از مقاومت کار پیچیده ای به نظر برسد، اما این مدار فقط ترکیبی از مقاومت های سری و موازی به هم متصل است. پس اگر شما از سمت راست شروع به حل مدار کنید و از نکته ای که برای دو مقاومت موازی گفتیم استفاده کنید. می توانید مقاومت معادل ترکیب R8 به R10  را پیدا  کرده و آن را RA بنامید.

مقاومت و انواع آن

مقاومت و انواع آن

 

RA بصورت سری با R7 است در نتیجه مقاومت کلی بصورت RA+R7 = 4+8=12Ω خواهد بود که نشان داده شده است.

مقاومت و انواع آن

مقدار مقاومت Ω 12 اکنون بصورت موازی با R6 است و می تواند به عنوان مقاومت RB محاسبه شود:

مقاومت و انواع آن

RB بصورت سری با R5است در نتیجه مقاومت کلی بصورت RB+R5=4+4=8Ω خواهد بود که نشان داده شده است.

مقاومت و انواع آن

مقدار مقاومت 8 اهمی بصورت سری با R4 است و همانطور که نشان داده شده است می تواند به عنوان RC محاسبه شود.

مقاومت و انواع آن

RC بصورت سری با R3است در نتیجه مقاومت کلی بصورت RC+R3=8Ω خواهد بود که نشان داده شده است.

مقاومت و انواع آن

مقدار مقاومت Ω 8 بصورت سری با R2 است و همانطور که نشان داده شده است می تواند به عنوان RD محاسبه شود.

مقاومت و انواع آن

RD بصورت سری با R1است در نتیجه مقاومت کلی بصورت RD+R1=4+6=10Ω خواهد بود که نشان داده شده است.

مقاومت و انواع آن

امیدواریم که از این آموزش و مطالب گفته شده درباره ” مقاومت و انواع ” آن لذت برده باشید و تمام تمرین ها را مجددا حل کرده باشید!

مقالات مرتبط

مقالات مرتبط

سلف

سلف

دقیقه
مطالعه

16
مشاهده

24772 

اگر می‌خواهید از آخرین و محبوب‌ترین مقالات ما در ایمیل خود مطلع شوید، همین الان ایمیل و شماره موبایل خود را در کادر زیر وارد کنید:
این فیلد برای اعتبار سنجی است و باید بدون تغییر باقی بماند .
تعداد علاقه مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده اند: 3,594 نفر

3 × چهار =