مقاومت یک جز الکتریکی Passive (به معنای مصرف کننده توان و نه تولید کننده آن) برای ایجاد مقاومت در جریانِ مدار الکتریکی می‌باشد. اهداف استفاده از آن اغلب در همه شبکه های الکتریکی و مدارهای الکترونیکی نمایان می‌شود. این قطعات به طور معمول برای کاربرد هایی از جمله: محدود کردن جریان، تقسیم و ارائه ولتاژ مناسب به نیمه رساناهایی چون ترانزیستورهای دوقطبی، تولیدگرما، حفاظت در برابر آسیب ناشی از جریان بالا و همچنین تنظیم یا محدود کردن پاسخ فرکانسی در یک مدار صوتی یا فیلترینگ مورد توجه هستند.
از ویژگی‌های قابل توجه مقاومت‌ها وجود آنها در ابعاد کاملا متغیر است. به عنوان مثال می‌توان از آنها در اندازه بزرگ به عنوان ترمز برقی برای کاهش انرژی جنبشی قطارها و یا بهره گیری در تجهیزات الکترونیکی و اندازه هایی در مقیاس یک میلی متر مربع.
مقاومت چیست؟
واحد اندازه گیری مقاومت، تعریف و شکل نمایش آن در مدار الکتریکی
مقاومت بر اساس اهم اندازه گیری می‌شود. اهم مقاومتی است كه هنگام عبور جريان يک آمپری از يک مقاومت با افت يک ولت از پايانه های آن رخ می‌دهد. جریان متناسب با ولتاژ انتهای ترمینال است. این نسبت توسط قانون اهم نشان داده شده است. مقاومت ها را با نماد زیر در شکل شماتیک یک مدار می‌توان تشخیص داد:
مقاومت چیست؟
دسته بندی مقاومت ها
مقاومت‌ها را می توان در 2 نوع ساخت و همچنین مواد دسته بندی کرد. تفکیک زیر برحسب نوع ساخت می‌تواند انجام شود:
- مقاومت های ثابت
- مقاومت متغیر، مانند:
- پتانسیومتر
- رئوستات
- تیریمپات
مقاومت وابسته به مقدار فیزیکی:
- ترمیستورها (NTC و PTC) ایجاد شده در نتیجه تغییر دما
- مقاومت عکس (LDR) ایجا شده در نتیجه تغییر سطح نور
- واریستور (VDR) ایجاد شده در نتیجه تغییر ولتاژ
- مقاومت مغناطیسی (MDR) ایجاد شده در نتیجه تغییر میدان مغناطیسی
- مقاومت فشاری ایجاد شده در نتیجه بار مکانیکی
برای هر یک از این انواع نماد استاندارد وجود دارد. همانطور که ذکر شد دسته بندی دیگری بر اساس مواد و فرآیند تولید می‌تواند انجام شود که عبارت است از:
- کاپوزیشن کربن
- فیلم کربن
- فیلم فلزی
- فیلم اکسید فلز
- Wirewound
- فویل
انتخاب در دسته مبنی بر فناوری مواد مختص به هدف ما به نحوه استفاده ما از آن ها باز می‌گردد.
مقاومت چیست؟
معمولا این گزینش باید با سبک و سنگین کردن بین گزینه هایی چون هزینه، دقت و سایر الزامات صورت می‌گیرد. به عنوان مثال:
- کامپوزیشن کربن: یک تکنیک بسیار قدیمی با دقت کم است، با این وجود امروزه نیز هم برای کاربردهای خاص که پالس هایی با انرژی بالا تولید میکنند مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقاومت های کامپوزیشن کربن بدنه ای از مخلوطی از ذرات ریز کربن و یک سرامیک غیر رسانا دارند.
- فیلم کربن: این مدل ها داری تلورانس بهتری هستند. از یک میله غیر رسانا ساخته شده که یک لایه نازک از فیلم کربن در اطراف آن قرار دارد. در این لایه فیلمی، برش هایی به صورت مارپیچ ایجاد شده تا افزایش و کنترل مقدار مقاومت به شکل بهتری صورت گیرد.
- فیلم فلزی و فیلم اکسید فلز: امروزه از فلز و فیلم اکسید فلز به طور گسترده ای استفاده می شود و ویژگی هایشاخص آن ها در پایداری و تحمل در فراگیری آنها بی تاثیر نیست. بعلاوه، آنها کمتر تحت تأثیر تغییرات دما قرار می گیرند. این مدل هم دقیقاً مانند مقاومت فیلم‌های کربنی با یک فیلم مقاومت در اطراف یک بدنه استوانه ای ساخته شده اند.
مقاومت چیست؟
- Wirewound: مقاومت‌های Wirewound احتمالاً قدیمی‌ترین این دسته بندی هستند و قابلیت به کارگیری هم برای کاربردهای با دقت بالا و هم برای کاربردهای توان بالا را دارند. ساختار این مدل با پیچاندن سیم آلیاژ فلزی خاصی، مانند کروم یا نیکل، در اطراف یک هسته غیر رسانا شکل گرفته است. Wirewound ها با دوام، دقیق و مقاومت بسیار کمی دارند و از نقطه ضعف هایشان ایجاد واکنش های پارازیتی در فرکانس های بالاست.
- فویل: در مصارف با نیاز به بالاترین دقت و پایداری، از مقاومت فویل فلزی استفاده می‌گردد.
مقاومت چیست؟
استانداردهای مقاومتی
در مبحث مقاومت‌ها استانداردهای بسیای وجود دارند که روش های اندازه گیری و کمی سازی خصوصیات مهم این قطعات را توصیف می کنند.
- هنجارهای دیگری برای اندازه فیزیکی و مقادیر مقاومت وجود دارد.
- احتمالاً شناخته شده ترین استاندارد، علامت گذاری کد رنگ برای مقاومت های محوری است.
- مقدار مقاومت و مقدار تلورانس تجهیزات دارای مقاومت با چندین باند رنگی در اطراف بدنه سازه نشان داده می شود.
- این روش علامت گذاری قطعات الکترونیکی قبلاً در دهه 1920 توسعه یافته بود.
استانداردهای مقاومتی
- فناوری چاپ هنوز به صورت خیلی توسعه یافته امروزی وجود نداشت و همین باعث میشد کدهای عددی چاپ شده روی اجزای کوچک بسیار دشوار باشد.
- امروزه کد رنگ برای اکثر مقاومت های محوری تا یک وات همچنان مورد استفاده قرار می گیرد.
- در شکل آورده شده در زیر دو باند اول مقدار مقاومت را تعیین می کنند، باند سوم فاکتور ضرب است و باند چهارم تلورانس را ارائه می دهد.
- هر رنگ عدد متفاوتی را نشان می دهد که ما آن را در نمودار کد رنگ مقاومت زیر آورده ایم.
مقاومت چیست؟
مقاومت های SMD
در مقاومت‌های (SMD (Surface Mount Device به جای کد گذاری رنگی به حالت شرح داده شده از یک کد عددی استفاده می شود، زیرا اجزای آن برای کدگذاری رنگ بسیار کوچک هستند. از مقاومت‌های SMD بیشتر در PCB ها کاربرد دارند (به دلیل آنکه فضای کمتری رو هم اشغال میکنند) و بر روی سطح آنها نصب میشوند. این مدل ها معمولا در سایزهای مختلفی وجود دارند. مثلا 0.8 میلیمتر طول و 0.5 میلیمتر عرض یا 0603 یا 0402. و همانطور که اشاره شد معمولا در در جاهایی استفاده میشوند که فضای کمی وجود دارد.
مقاومت در LED
چراغ های LED برای کار به جریان مشخص و محدودی نیاز دارند. جریان خیلی کم LED را روشن نمی کند، در حالی که جریان بسیار زیاد ممکن است دستگاه را بسوزاند. بنابراین، آنها اغلب به طور سری به مقاومت متصل میشوند. این مقاومت ها Ballast نامیده میشوند و جریان را در مدار منفعل تنظیم میکنند.