مقاومت چیست؟

مقاومت ها جزء محبوبترین و پرکاربرد ترین قطعات الکترونیک به شمار می آیند و به دلیل استفاده در تمامی مدارها از اهمیت بالایی برخوردار هستند و نقش مهمی در بازار و صنایع الکترونیک دارند.
در این مقاله این مباحث عنوان شده است :

• مقاومت چیست؟
• واحد های مقاومت چیست؟
• مقدار مقاومت را چگونه تشخیص دهیم؟
• انواع مقاومت را نام ببرید؟
• کاربرد مقاومت در الکترونیک چیست؟
• کیفیت مقاومت را از کجا تشخیص دهیم؟
• مقاومت را از کجا تهیه کنیم؟

مقاومت ها یک قطعه الکترونیکی هستند که جریان یک مدار را محدود می کنند این قطعات به عنوان یک مصرف کننده در صنایع الکترونیک به شمار می آیند به این معنا که قادر به تولید انرژی نیستند و تنها موجب مصرف انرژی می شوند. این محصولات در مداراتی که از یک قطعه فعال مثل انواع ای سی و کنترلر استفاده شده است برای محدود کردن جریان و تقسیم ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

واحد مقاومت

مقدار مصرفی این قطعات را با واحدی به نام اهم اندازه گیری می کنند که برای نمایش آن حروف یونانی Ω استفاده می شود. زمانی که گفته می شود مقدار مقاومت برابر با Ω1  اهم است به این معنا است که مقدار مقاومت مابین دو نقطه که در آن یک ولت اعمال می شود برای عبور با جریان یک آمپر مصرف می شود.
در بازار الکترونیک مقدار مقاومت را با پیشوند هایی مانند کیلو – مگا – گیگا استفاده می شود، برای مثال مقدار مقاومت Ω4700 اهم را 4.7K Ω می نامیم.
این محصولات دارای 2 ترمینال می باشند که در دو سوی آنها قرار گرفته است.

 در مدارها برای نمایش مقاومت اغلب از دو طرح شماتیک زیر استفاده می کنند

 
همان طور که در تصویر بالا مشاهده می کنید R نشان دهنده مقاومت است و عدد کنار آن به عنوان شمارنده مقاومت در مدار مورد استفاده قرار می گیرد اهمیت این شمارنده زمانی تعیین می شود که در مدار از تعداد زیادی مقاومت استفاده شود به این ترتیب برای شناخت مقاومت در مدار از این شمارنده استفاده می کنید.

انواع مقاومت ها

این قطعات الکترونیکی در اشکال و اندازه های مختلفی در بازار الکترونیک وجود دارند بر اساس نحوه نصب آنها در مدار به دو فرم DIP و SMD و با مقدار ایستا و متغیر تقسیم می شوند.
مقاومت هایی با این سبک نصب بر روی مدار الکتریکی را، با نام دیپ می شناسند آنها از دو سیم در دو طرف، تشکیل شده اند.

تصویر زیر نمونه ای از این مقاومت ها می باشد. 

این مدل از پرکاربردترین شکل در صنایع الکترونیک و به خصوص در بین دانشجویان رشته الکترونیک می باشد. مقاومت کربنی دیپ با توان های 0.5 تا 2 وات از جمله مشهور ترین مقاومت های دیپ می باشند. 

مقاومت هایی با نصب سطحی

این قطعات با ظاهری متفاوت و اغلب به شکل مستطیل های کوچک مشکی رنگی هستند که دارای حاشیه های نقره ای می باشند. این مقاومت ها در استاندارد هایی مثل 1206 و 805 طراحی می شوند که دارای ظرفیت های مشخصی می باشند. بر روی آنها یک عدد درج می شود که می تواند سه تا 4 رقم باشد. ارقام اول و دوم به ترتیب a و b و رقم سوم n می باشد برای مثال مقاومتی با عدد 103 بر روی آن بیانگر  10*103=10*100=>10KΩ می باشد عدد نمایش داده شده در بعضی مقاومت SMD برابر 000 یا 0000 می باشد که به معنای اتصال کوتاه (بدون مقاومت) می باشد.

اجزای تشکیل دهنده

این دسته از  قطعات را میتوان از مواد گوناگون ساخت اما متداول ترین مدل های موجود در بازار الکترونیک اغلب از کربن، فلز و اکسید فلز ساخته شده اند. در ساختار مقاومت ها فلز رسانا که خود نیز قطعا دارای کمی مصرف انرژی می باشد به صورت مارپیچ درون یک ماده عایق قرار می گیرد بسته به اینکه مارپیچ درون آن چقدر باشد مصرف انرژی این قطعه بیشتر خواهد بود در تصویر زیر این مقدار از بالا به پایین در حال افزایش است.

دسته ای از این قطعات که از فویل و یا فلز نازک استفاده می کنند، اغلب قیمت گرانتری نسبت به مدل های دیگر دارند.

مدل های مقاومت

این قطعات کوچک الکترونیکی از نظر کاربرد نیز تقسیم بندی های متفاوتی دارد یکی از این مدل ها مقاومت اره ای می باشد که از دسته مقاومت شبکه ای می باشند. مقاومت متغیر یا همان پتانسیومتر یکی دیگر از این مدلها می باشد که رئوستات هم نامیده می شود و این امکان را فراهم می سازند که مقدار مقاومت در یک بازه تغییر کند اغلب این محصولات به وسیله یک کنترل کننده تنظیم می شود. پتانسیومتر ها در دسته هایی مانند ولوم، مولتی ترن، پتانسومتر های خوابیده و ایستاده و ... قرار دارند.

تشخیص مقدار مقاومت

یکی از روش های تشخیص مقدار به خصوص برای مقاومت های دیپ، "روش اندازه گیری با استفاده از رنگ" می باشد این مدل که PTH  گفته می شود یک سیستم کد گذاری بر اساس رنگ می باشد که در آن هر رنگ نماینگر یک عدد خاصی می باشد که در یک ساختار فرمولی قرار می گیرد.
معمولا این مقاومت ها از تعداد چهار رنگ تشکیل شده است.(نمونه هایی با تعداد 5 تا 6 رنگ نیز وجود دارد) در سیستم 4 رنگ رقم های اول و دوم به عنوان a و b و رقم سون به عنوان n محسوب می شود که در فرمولی مشابه زیر قرار داده می شود.

 AB*10N ±Z

در این بخش Z نوار چهارم می باشد که به معنای درصد خطا (تلورانس) است که معمولا دارای 3 رنگ نقره ای، طلایی و بی رنگ می باشد که از 5% تا 20% دارای خطا می باشد.

سیستم های 5 رنگ و 6 رنگ نیز مشابه تصویر زیر می باشد که بیانگر ضریب دما و... می باشد. اغلب مقاومت هایی با این نوع نوار ها دارای تلورانس بسیار پایینی می باشند.

پیدا کردن توان یک مقاومت

در حقیقت قدرت نرخی که در آن انرژی الکتریکی به نوعی دیگر تبدیل می شود توان یک مقاومت در نظر گرفته می شود که با ضرب کردن اختلاف ولتاژ دو سر آن بدست می آید و با واحد هایی به نام وات (W) سنجیده می شود. از جمله توان های معروف می توان به 0.5 وات و 2 وات اشاره کرد که معمولا بیش از 1 وات را مقاومت های قدرت می نامند. توان این محصولات اغلب بر روی آن نوشته می شود برای مثال مقاومت آجری که در تصویر زیر مشاهده می کنید.

 
توان معمولا با حاصل ضرب جریان در ولتاژ محاسبه می شود که با احتساب مقاومت فرمول محاسبه توان برای انواع آن به صورت زیر می باشد.

P=I2*R  و یا P=v2/R

یکی دیگر از مهمترین نکات اتصال انواع مقاومت به یکدیگر می باشد. این قطعات نیز مشابه سایر قطعات الکترونیک به دو فرم موازی و سری به یکدیگر متصل می شوند. در این زمان یک مقاومت کلی در سطح مدار ایجاد می شود که محاسبه مقدار مقاومت مدار به صورت توسط فرمولهای ریاضی و با استفاده از تک تک مقاومت ها صورت می گیرد.

برای اتصال به صورت سری کافی است مقاومتها به دنبال هم به یکدیگر متصل شوند شکل زیر نحوه اتصالشان به شکل سری را نشان می دهد:

در این روش اتصال مقاومت کل مدار برابر با مجموع تمامی مقاومت های نصب شده می باشد در واقع می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

RT=R1+R2+R(N-1)+RN

عکس زیر نمایش اتصال مقاومت ها به صورت موازی می باشد.

در این شکل همانطور که مشاهده می کنید یک سمت از تمام مقاومتها به یک سیم و سمت دیگر به سیمی دیگر متصل شده است نحوه محاسبه مقاومت های موازی به آسانی مقاومت های سری نمی باشد. برای محاسبه مقاومت های موازی بایستی از فرمول زیر استفاده نمایید.

 
شکل دیگری از این فرمول برای محاسبه دو مقاومت وجود دارد که به صورت زیر می باشد.

نکته دیگری که در مورد نحوه اتصال این قطعات بایستی مد نظر قرار دهیم این است که مقاومت ها امکان اتصال به دو فرم را دارند یعنی در یک مدار می توانیم از هر دو شکل استفاده کنیم که به این نوع مدار ها اغلب مدار شبکه ای گفته می شود.