مقاومت

مقاومت:

1ـ1ـ مقاومت اهمي: به مقاومتي گفته مي شود که نسبت ولتاژ اعمال شده، به جريان گرفته شده از آن يک مقدار ثابت باقي بماند يعني:

R=V/I=ثابت

به بياني نمودار تغييرات ولتاژ به جريان اين مقاومت خطي باشد. آنگاه به اين گونه مقاومت ها، مقاومت هاي اهمي مي گويند.

شکل الف: منحني تغييرات (V-I) قطعات اهمي است.

شکل ب: منعني تغييرات (V-I) يک ديود نيمه رسانا است که نمونه يک قطعه غير اهمي مي باشد.

الف ب

۱-۲ موارد استفاده از مقاومت اهمي در مدارهاي الکتريکي و الکترونيکي

الف: محدود کردن جريان (کنترل جريان) و تقسيم ولتاژ در نقاط مختلف مدار.

ب: ايجاد حرارت

ج: تطبيق و همسنگ نمودن مقاومت ورودي و خروجي در مدارهاي الکترونيکي

د: تطابق ولتاژ بين دو طبقه در تقويت کننده ها

و: تعين پهناي باند و فرکانس قطع در تقويت کننده ها، فيلترها و موارد مشابه

1ـ3ـ انواع مقاومت هاي اهمي

1ـ3ـ1ـ مقاومت هاي ثابت

1ـ3ـ2ـ مقاومت هاي متغير

1ـ3ـ3ـ مقاومت هاي تابع عوامل فيزيکي (دما، نور و ...)

1ـ3ـ1 مقاومت هاي ثابت

مقاومت هايي هستند که مقدار آن ها ثابت بوده و تابع عواملي چون گرما، فرکانس، ميدان مغناطيسي، نور، رطوبت و ... نباشند و آن ها را با نماد يا مشخص مي کنند.

مشخصه هاي يک مقاومت ثابت عبارتند از:

الف: مقدار اهم مقاومت: از مهمترين مشخصه مقاومت بوده که يا عدد اهم، بر روي آن نوشته شده و يا به صورت نوارهاي رنگي مقدار گذاري شده اند. (که طريقه خواندن اين مقاومت هاي رنگي را در 1ـ4 خواهيم گفت)

ب: خطا يا تلورانس : از آنجا که وسيله اي با دقت صفر و بدون خطا وجود ندارد، در حين فرايند توليد مقاومت، به طور ناخواسته به مقاومت مورد نظر مقداري اضافه يا کم خواهد شد که البته اين مقدار با نظارت بيشتر و با استفاده از دستگاه هاي دقيقتر کمتر مي شود. لذا شرکت سازنده، موظف است اين بازده تغييرات را به مصرف کننده هاي مقاومت معرفي کند که به تلورانس مقاومت معروف است. مثلا مقاومت هاي 100 اهمي با تلورانس 10% ممکن است بين 90 و 110 اهم باشند.

ج: تحمل حرارتي: به بيشترين دمايي که مقاومت هاي غير سيمي در حين کار مي توانند تحمل کند قبل از آنکه تغيير ماهيت بدهند، تحمل حرارتي گويند و در حدود 100 تا 150 درجه سانتيگراد است.

د: بيشترين توان مصرفي: به بيشترين تواني که مقاومت مي تواند در مقابل عبور جريان و تحمل ولتاژ از خود نشان دهد، قبل از آنکه بسوزد، ماکزيمم توان مقاومت گويند و از رابطه P=IV يا P=RI2 محاسبه مي شود. هر مقاوتي يک مقدار مشخصي از توان مصرفي را تحمل مي کند. رايج ترين توان هاي يک مقاومت ساخته شده به صورت 16/1 و 8/1 و 4/1 و 2/1و 1 و 2 و 3 و 5وات هستند که معمولا از روي ابعاد فيزيکي آن قابل تشخيص مي باشند.

هـ: بيشينه افت ولتاژ DC: در مقاومت هاي با اهم بالا، بيشترين افت ولتاژ DC مجاز از مهمترين عوامل مربوط به مقاومت محسوب مي شود. بطور مثال اگر بخواهيم افت ولتاژ DC مجاز يک مقاومت 1 مگا اهمي و 1 وات را بدست آوريم از رابطه ي P=V2/R معلوم مي شود که اين توان با ولتاژ 1000 ولت محقق مي شود که در عمل چنين ولتاژي را نمي توان به مقاومت اعمال کرد. چون ممکن است با ميدان الکتريکي ايجاد شده دو سر مقاومت جرقه بزند که براي رفع اين مشکل بايد اندازه چنين مقاومتي را بزرگ درست کنند تا تحمل چنين اختلاف پتانسيلي را داشته باشد.

و: ضريب حرارتي محيطي: به تأثير گرماي محيط بر مقدار اهم مقاومت ضريب حرارتي محيطي مي گويند. هر قدر اين ضريب کمتر باشد بيانگر آن است که دماي محيط کمتر روي مقاومت تأثير مي گذارد. ضريب حرارتي مي تواند مثبت يا منفي باشد. به طور مثال اين تغيير اهم مي تواند در هنگام لحيم کاري صورت بگيرد که از اهميت بالايي برخوردار است.

ز: بيشينه بسامد کار: به بيشترين فرکانسي که مقاومت مي تواند در هنگام کار با منبع تغذيه متناوب تحمل کند، قبل از آنکه ساختار مقاومتي آن فرو بريزد و خواص غير از مقاومت به خود بگيرد، بيشينه بسامد کار مقاومت گويند.

مقدار مقاومت:

مهمترين مشخصه يک مقاومت، تعيين مقدار اهم آن است که يا عدد اهم مقاومت را روي مقاومت نوشته اند، مانند مقاومت سيمي و آجري که دو نمونه از آن ها در شکل زير آورده شده است.

و يا به صورت نوارهاي رنگي مشخص شده اند که مي توان از طريق زير آن را مشخص نمود.

در صورتي که مقاومت، چهار نوار رنگي داشته باشد

چنانچه به هر رنگ يک عدد نسبت دهيم، مقاومت رنگي از رابطه زير محاسبه مي شود.

رابطه مقاومت هاي چهار رنگ R = AB x 10C ±D%

که در اين رابطه D تلورانس است.

رنگ	اعداد صحيح	ضريب نوار سوم	تلورانس نوار چهارم
نوار اول	نوار دوم
سياه	-	0	0	-
قهوه اي	1	1	1	1%
قرمز	2	2	2	2%
نارنجي	3	3	3	-
زرد	4	4	4	-
سبز	5	5	5	-
آبي	6	6	6	-
بنفش	7	7	-	-
خاکستري	8	8	-	-
سفيد	9	9	-	-
طلايي	-	-	x 0.1	5%
نقره اي	-	-	x 0.01	10%
بي رنگ	-	-	-	20%

جدول(1):استاندارد کد نوارهاي رنگي مقاومت

نکته:مقاومت هاي 5 رنگ با اندک تفاوتي از رابطه زير پيروي مي کنند:

R=ABC*10D

يعني فقط به جاي دو رنگ اول، سه رنگ اول کنار يکديگر مي نشينند و رنگ چهارم توان و رنگ آخر همان تلورانس محسوب مي شود.

مقاومت هاي با تلورانس 20% را سري E-6 و مقاومت هاي با تلورانس 10% را سري E-12 و مقاومت هاي با تلورانس 5% را سري E-24 و مقاومت هاي با تلورانس 2% را سري E-48 و تلورانس 1% را با سري E-96 و 5/0% را با E-192 معرفي مي کنند.

سري E24	1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.7	3.0	3.3	3.6	3.9	4.3	4.7	5.1	5.6	6.2	6.8	7.5	8.2	9.1
سري E12	0.1	1.2	1.5	1.8	2.2	2.7	3.3	3.9	4.7	5.6	6.8	8.2
سري E6	1.0	1.5	2.2	3.3	4.7	6.8

با داشتن جدول بالا مي توان مقاومت هاي استاندارد را به دست آورد.براي مثال عدد 4.7 در هر سه سري مي توان پي برد که مقاومت هاي

0.47Ω , 4.7Ω , 470Ω, 4.7Ω, 47Ω, 470Ω, 4.7Ω

در هر سه سري موجود هستند.

استانداردهاي ديگري نيز براي بيان مقدار مقاومت به کار مي رود.اين روش بيشتر براي مقاومت هاي بالاي يک وات به کار مي رود. در اين روش R بيانگر اهم و K بيانگر کيلو و M بيانگر مگا اهم است. و براي تلورانس 20% حرف M و تلورانس 10% حرف K و تلورانس 5% حرف J معرفي شده است.

مثال:

10RJ=10Ω±%5
3K3K=3.3KΩ±%10
6M8J=6.8MΩ±%5
22KK=22KΩ±%10
470RM=470Ω±%20

در بردهای گوشی های موبایل مقاومت ها به این شکل دیده نمی شوند بلکه مقاومت های ثابت به صورت مستطیل های کوچک به رنگ های آبی ، بنفش ، سبز ، مشکی و مقاومت های VDR به رنگ خاکستری تیره ومقاومتهای فیوزی به رنگهای سفید یا روی آنها حرف K ویا اعداد 0 یا 000 دیده می شوند و تعیین ظرفیت آن ها یا از روی نقشه است و یا از طریق تست کردن ، که بعدا توضیح داده می شود ، انجام می گیرد .

مقاومت روی برد گوشی ها

اما بر روی نقشه های الکترونیکی مقاومت ها با R و به صورت عدد زیر نویس نشان داده می شوند . یعنی :

اولین عدد از سمت چپ نشان دهنده بخش قطعه و بقیه اعداد نشان دهنده شماره قطعه است یعنی عبارت بالا چهل و ششمین مقاومت از بخش سه خوانده می شود . همچنین ظرفیت آن ها روی نقشه به شکل زیر نشان داده می شود :

آخرین مطلب راجع به مقاومت ها نوع خاصی از آن ها است که به مقاومت های فیوزی معروفند و در گوشی ها استفاده بسیار زیادی دارند . این مقاومت ها که در برابر عبور اضافه جریان و جریان بالا می سوزند و قطع می شوند . برای محافظت از مدارها استفاده شده اند و در گوشی های تلفن همراه به شکل های K,R27,R100,0,000,R22 روی قطعه مشخص می شوند .

مقاومت های فیوزی روی برد

توان قابل تحمل با توجه به ابعاد مقاومت:

شکل زير چند نمونه مقاومت کربني با نوار هاي رنگي با توان هاي مختلف و ابعاد آنها آورده شده است.

طول Lmm	قطر Dmm	قدرت(وات)
2	8	17
1	5.5	14
0.5	3.5	9.5
0.25	2.25	6.25
0.125	1.5	4

جدول سايز بندي و وات مقاومت ها

1-3-2 مقاومت هاي متغير

الف:مقاومت هاي متغيري که تابع عوامل محيطي و فيزيکي نيستند.

ب:مقاومت هاي متغيري که تابع عواملي چون حرارت، نور، ... هستند.

الف:اين نوع مقاومت ها را مي توان با تغيير مکان يا تغيير زاويه ي محور متحرک آن تنظيم کرد.شکل زير چند نمونه از مقاومت هاي متغير را نشان مي دهد.

شکل زير علامت اختصاري مقاومت متغير را نشان مي دهد.

همانطور که مشخص شده است، مقاومت متغير مي تواند داراي سه ترمينال باشد که دو تاي آنها نسبت به هم ثابت است و تابع گردش محور نيست.مقدار اين مقاومت بر روي بدنه مقاومت متغير، نوشته مي شود.

ترمينال متغير، به اتصال لغزنده متصل است و اين اتصال لغزنده مي تواند به وسيله ي گردش محور روي لايه ي کربن حرکت کند و مقدار مقاومت اين ترمينال را نسبت به ترمينال هاي ثابت تغير دهد. اين نوع مقاومت هاي متغير کربني که در بازار به پتانسيومتر يا ولوم معروف هستند، بر دو گونه يافت مي شوند.

اگر تغيير مقاومت بين ترمينال هاي 1و2 يا 2و3 نسبت به حرکت محور متحرک خطي باشد، مقاومت متغير خطي گويند.

اگر تغييرات نسبت به يکديگر غيرخطي باشند (مثلا لگاريتمي)، مقاومت متغير را لگاريتمي گويند.

رئوستا

گونه ي ديگري از مقاومت هاي متغير که از خانواده ي پتانسيومترهاي خطي هستند و همچنين داراي سه ترمينال مي باشند رئوستاها هستند.جنس رئوستاها برخلاف پتانسيومترها از سيم بوده و بدين خاطر از توان بالاتري نسبت به مقاومت هاي متغير کربني برخوردارند.

شکل زير دو نمونه کاربرد و طريقه اتصال رئوستا را نشان مي دهد.

جعبه ي مقاومت:

ميتوان اين جعبه را جزء دسته مقاومت هاي متغير قرار داد و به گونه ايي است که تعدادي مقاومت با مقادير معلوم را درون يک جعبه بصورت سري قرار دادهاند و عملا با انتخاب هر تعداد از آنها، مي توان مقادير مشخص و دلخواهي را در ترمينال خروجي آن ايجادنمود.شکل زير نماي خارجي و دروني يکي از جعبه ها را نشان مي دهد.

ب:مقاومت هاي متغير تابع عوامل فيزيکي(محيطي):

مقاومت هاي تابع حرارت (ترميتور) : تأثير حرارت بر مقدار مقاومت به دو گونه مي تواند باشد. اگر در اثر افزايش دما، مقاومتشان کاهش يابد به آنها ترميتورهاي با ضريب حرارت منفي يا N.T.C مي گويند.که غالبا به شکل هاي ديسکي و استوانه اي يافت مي شود.

دسته ديگري از ترميتر ها با افزايش دما، مقاومتشان افزايش مي يابد و به آنها ترميترهاي با ضريب حرارتي مثبت يا P.T.C مي گويند.

شکل زير علامت اختصاري و چند نمونه از ترميترهاي NTC و PTC را نشان ميدهد.

مقاومت تابع نور:مقاومت تابع نور (L.D.R) فوتوريتور به مقاومتي گفته مي شود که با تغييرات نور تابيده شده به سطح آن، مقدار مقامتش تغيير کند.در واقع مقاومت به شدت نور تابيده شده به آن وابسته است.

نماي ظاهري مقاومت تابع نور و علامت اختصاري LDR

مقاومت

مطالب مشابه :

مقاومت الکتریکی

مقاومت ها

مقاومت الکتریکی

مقاومت الکتریکی و انواع آن

مقاومت

پروژه درس آزمایشگاه مدار الکترونیکی انواع مقاومت ، خازن و دیود

مقاومت

پلیمرهای مقاوم حرارتی

آشنایی با دستگاههای الکتریکی

کاربرد علم نانو در بتن