مقاومت الکتریکی

مقاومت چیست؟ مقاومت ها اجزایی هستند که مقاومت مدار را زیاد می کنند . آنها از موادی با هدایت کم و در اندازه ها و شکل های متنوع ساخته شده اند .

مقاومت الکتریکی

عبور جریان الکتریکی از هادی ها از بسیاری جهات شبیه عبور گاز از یک لوله است . اگر این لوله پر از پشم فلزی یا ماده مختلتی باشد ، این شباهت ها بیشتر می شود . اتم های نشکیل دهنده سیم هادی از عبور الکترون ها جلوگیری می کنند ، همانطور که الیاف پشم فلزی مانع عبور مولکولهای گاز می شوند . حال می خواهیم ببینیم که مقاومت هادی ها به غیر از جنس فلز به چه عواملی دیگری بستگی دارد .

تاثیر سطح مقطع بر مقاومت الکتریکی

مقاومت هر جسمی به الکترونهای آزاد آن بستگی دارد . می دانید که واحد شدت الکتریکی آمپر ( A ) است . یک آمپر یعنی این که 6/28ضرب در 10 به توان 18 الکترون آزاد در هر ثانیه از هر نقطه سیم عبور می کند . پس یک هادی خوب باید به مقدار کافی الکترون آزاد داشته باشد تا جریان الکتریکی با چندین آمپر بتواند از آن عبور کند .

بنا بر این طبق شکل هرگاه پهنای فلز افزایش یابد ، در حقیقت سطح مقطع زیادتر و در نتیجه ، مقاومت کم تر می شود . پس سطح مقطع عکس مقاومت عمل می کند

تاثیر طول هادی بر مقاونت الکتریکی :

شاید تصور کنیئ که با افزایش طول هادی عبور جریان راحت تر می شود ولی چنین نیست . اگر چه در یک قطعه مسیبلند تر تعداد بیشتری الکنرون آزاد وجود دارد ولی الکترونهای آزاد اضافی در طول سیم ، در اندازه گیری جریان الکتریکیداخل نمی شود . در واقع هر طول معین از هادی ، مقدار معینی مقاومت دارد و هر چه سیم طویل تر باشد ، مقاومت بیتر می شود .

تغییرات مقاومت به طول سیم

نکته : تغییر طول و سطح مقطع به میزان دو برابر مقاومت را تغییر نمی دهد .

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار

مدارهای الکتریکی به دو نوع بسته می شوند : سری یا موازی

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدارسری :

در مدار سری همانگونه که از نامش پیدا است مقاومت ها به دنبال هم بسته شده اند پس باید تمامی مقدار آنها را با هم جمع کرد

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار موازی :

در مدار موازی باید حاصل ضرب تمام مقاومت ها را تقسیم بر مجموع مقاومت ها کرد .

کاربرد مقاومت های الکتریکی

مقاومت های اهمی برای اضافه کردن مقاومت مدارهای الکتریکی به کار می روند . در حقیقت ، آنها اجسامی هستند که در مقابل عبور جریان مقاومت زیادی از خود نشان می دهند . موادی که غالباٌ در مقاومت ها به کار می روند عبارتند از کربن ، آلیاژ مخصوص از فلزاتی از قبیل نیکروم ، کنستانتان و منگانان . مقاومت اهمی را طوری به مدار می بندیم که جریان همان طور که از بار الکتریکی و منبع ولتاژ عبور می کند ، از آن هم بگذرد . در این صورت مقاومت کل مدار مجموع مقاومت های بار الکتریکی ، منبع ولتاژ ، سیم های رابط و مقاومت اهمی است . توجه داشته باشید که فقط با اضافه کردن یک مقاومت اهمی مناسب به مدار می توان مقاومت کل مدار را به اندازه ی دلخواه تغییر داد .

انواع مقامت ها

1- مقاومت های ترکیبی

2- مقاومت های سیم پیچی

3- مقاومت های لایه ای

طبقه بندی مقاومت های از نظر نوع کار

1- مقاومت های ثابت : مقاومت های ثابت دو سیم رابط دارند که به دو انتهای مقاومت متصل است . اصولا مقدار این نوع مقاومت های ثابت است ولی بعضی از آنها دارای مقاومتهای متفاوتی هستند . این مقاومت ها به دو دسته ی الف - مقاومت ها زبانه دار و ب - مقاومتهای قابل تنظیم تقسیم می شوند .

الف) مقاومت های زبانه دار : در این نوع مقاومت ها علاوه بر دو سیم انتهایی ، سر سیم های دیگری بین دو سر مقاومت وجود دارد . با اتصال ترمینال های مختلف به مدار مقاومت های متفاوتی حاصل می شود . هر یک از این مقاومت ها دارای مقاومت ثابتی هستند .

ب) مقاومت های قابل تنظیم : دیدید که مقاومت های ثابت قابلیت انعطاف ندارند ، زیرا مقاومتشان کاملا تعیین شده و مقدار آن تغییر نا پذیر است . مقاومت های زبانه دار تا حدودی قابلت انعطاف دارند ، چون بیش از یک مقدار مقاومت می توان از آنها بدست آورد . با وجود این تعداد مقاومت هایی را که می توان از آنها بدست آورد به 3 یا 4 محدود می شود . آنچه اغلب مورد نیاز است ، مقاومتی است که بوسیله آن بتوان حدود معینی از مقاومت را از 0 تا 1 حد اکثر بدست آورد . این مقاومت ها طوری ساخته نشده اند که بتوان آنها را پیوسته تغییر داد . در واقع ، هنگام نصب این مقاومت ها در مدار، آنها را روی مقاومت دلخواه تنظیم کرده و سپس با همان مقاومت در مدار کار می کنند .

2- مقاومت های متغییر : در بسیاری از وسایل الکتریکی مقدار بعضی از مقاومتها باید پیوسته تغییر کند ، پیچ ولوم رادیو ، کنترل کننده روشنایی تلویزیون از آن جمله اند . مقاومتهای متغیر مقاومتهایی هستند که پیوسته می توان مقدار آنها را تغییر داد .

به آن دسته از مقاومت هاي متغير ، " وابسته " گفته مي شود که به وسيله عواملي از قبيل نور ، حرارت ، ولتاژ و ... مقدار مقاومتشان تغيير کند . اين مقاومت ها انواع مختلفي دارد که عبارت اند از :

الف- مقاومتهاي تابع حرارت THERMISTOR (Tehrmally sensitive resistor):

مقدار اهم اين مقاومت ها تابع حرارت است . يعني ، در اثر حرارت ميزان مقاومتشان تغيير مي کند. مقاومت هاي حرارتي را تحت عنوان " ترميستور" مي شناسيم . در اين مقاومت ها تغييرات مقدار مقاومت نسبت به تغييرات دما خطي نيست. از اين مقاومت ها در مدارهابه صورت حس کننده(Sensor)هاي حرارتي در مسير دستگاه هاي الکتريکي نظير موتورهاي الکتريکي ، کوره ها ، سيستم هاي تهويه و تبريد استفاده مي شود . به طور کلي ترميستورها در مداراتي که دما را اندازه گيري يا کنترل مي کنند به کار مي روند و در دو نوع ساخته مي شوند . 1- ترميستور با ضريب حرارتي مثبت(PTC): که با افزايش دما مقدار مقاومت آن افزايش مي يابد . و 2- ترميستور با ضريب حرارتي منفي (NTC) : که با افزايش دما مقدار مقاومتش کاهش مي يابد .

ب- مقاومت هاي تابع نور LDR(Light Dependent Resistor):

مقدار مقاومت تابع نور تابع تغييرات شدت نور تابيده شده به سطح آن است. مقاومت تابع نور در فضاي تاريک داراي مقاومت خيلي زياد (در حد مگا اهم ) و در روشنايي داراي مقاومت کم ( در حد کيلو يا اهم ) است . مقاومت هاي LDR را " فتو رزيستور " هم مي نامند . براي اينکه نور روي عنصر مقاومتي فتورزيستور اثر گذارد معمولا سطح ظاهري آن را با شيشه يا پلاستيک شفاف مي پوشانند . از اين مقاومت در مدارات الکترونيکي به عنوان تشخيص دهنده ي نور (نور سنج ) استفاده مي شود . از جمله کاربردهاي اين مقاومت استفاده ي آن در دوربين هاي عکاسي و کليدهاي نوري و چشم هاي الکترونيکي است .

ج- مقاومت هاي تابع ولتاژ VDR ( Voltage Dependent Resistor ) :مقاومت هاي تابع ولتاژ ، مقاومت هايي هستند که متناسب با تغيير ولتاژ ، مقاومت آنها تغيير مي کند تا همواره ولتاژ يکساني در مدار وجود داشته باشد . مقاومت VDR را تحت عنوان " واريستور " نيز مي شناسند . مقدار اهم اين مقاومت ها با ولتاژ رابطه ي معکوس دارد . يعني با افزايش ولتاژ مقدار اهم آنها کاهش مي يابد . واريستورها به پلاريته ي ولتاژ اعمال شده وابسته نيستند که اين خود مزيتي براي اين نوع مقاومت ها محسوب مي شود ، زيرا براي استفاده در مدارات AC بسيار مناسب هستند. از جمله کاربرهاي اين مقاومت ها عبارتند از : 1- تثبيت کنندهاي ولتاژ 2- حفاظت مدارها در مقابل اضافه ولتاژها در لحظات قطع و وصل کليد .

د-مقاومت هاي تابع ميدان مغناطيسيMDR(Magnetic Dependen Resistor):

مقاومت هاي تابع ميدان به مقاومت هايي گفته مي شود که به سبب اثر ميدان مغناطيسي بر آنها مقدار اهمشان تغيير مي کند . در ساخت اين مقاومت ها از نيمه هادي هايي استفاده شده که داراي ضريب حرارتي منفي هستند. به همين دليل در صورت افزايش دما مقدار مقاومت آن ها کاهش مي يابد .

نحوه تعیین مقدار مقاومت ها از روی کد رنگی : رنگ اولین نوار نشان دهنده اولین عدد صحیح مقدار مقاومت است و رنگ دومین نوار نشان دهنده دومین عدد صحیح مقدار مقاومت است . رنگ سومین نوار نشان دهنده ضریب مقاومت است . رنگ نوار چهارم حدود خطا ( تلرانس ) را معین می کند .

رنگ عدد صحیح مضرب تلرانس

سیاه 0 1 -

قهوه ای 1 10 -

قرمز 2 100 -

نارنجی 3 1000 -

زرد 4 10000 -

سبز 5 100000 -

آبی 6 1000000 -

بنفش 7 10000000 -

خاکستری 8 100000000 -

سفید 9 1000000000 -

طلائی - - 5%

نقره ای - 10%

بی رنگ - - 20%

واحد ها در الكترونيك

Quantities

Quantity	Usual Symbol	Unit	Unit Symbol
Voltage	V	volt	V
Current	I	amp*	A
Charge	Q	coulomb	C
Resistance	R	ohm
Capacitance	C	farad	F
Inductance	L	henry	H
Power	P	watt	W
Energy	E	joule	J
Time	t	second	s
Frequency	f	hertz	Hz
* strictly the unit is ampere, but this is almost always shortened to amp.

Units

Prefix	Prefix Symbol	Value
milli	m	10-3	= 0.001
micro	µ	10-6	= 0.000 001
nano	n	10-9	= 0.000 000 001
pico	p	10-12	= 0.000 000 000 001
kilo	k	103	= 1000
mega	M	106	= 1000 000
giga	G	109	= 1000 000 000
tera	T	1012	= 1000 000 000 000

مقاومت الکتریکی

Units

مطالب مشابه :