انواع مقاومت: طبقه بندی و کاربرد

مقاومت وسیله ای است که از عبور جریان جلوگیری می کند و تقریباً در تمام مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. عملکرد اصلی مقاومت در داخل یک مدار الکتریکی یا الکترونیکی مقاومت، تنظیم جریان الکترون ها (آمپر) با استفاده از نوع ماده رسانایی است که از آن ساخته شده اند. چندین نوع مقاومت موجود است. در این پست با انواع آن آشنا می شوید.

انواع مقاومت

انواع مختلفی از مقاومت ها وجود دارد که هر کدام مجموعه ای از کاربردها، ویژگی ها و ساختار خود را دارند. آنها به اشکال مختلف تولید می شوند زیرا ویژگی های خاص و دقت آنها با حوزه های خاصی از کاربرد مانند پایداری بالا، ولتاژ بالا، جریان بالا ارتباط دارد.

مقاومت ها به دو دسته طبقه بندی می شوند.

1. مقاومت های غیر خطی
2. مقاومت های خطی

مقاومت‌های غیر خطی از مقاومت‌های خطی متفاوت هستند زیرا مقدار مقاومت آنها در پاسخ به دما، نور یا ولتاژ در نوسان است، برخلاف مقاومت‌های خطی که از قانون اهم پیروی می‌کنند. آنها همچنین ممکن است برای کنترل ولتاژ جریان استفاده شوند و بنابراین اشکالی از مقاومت های متغیر هستند. یکی از مقاومت های غیر خطی وریستور هست وریستور یک مقاومت وابسته به ولتاژ است، یعنی با کم و زیاد شدن ولتاژ مقدار مقاومت آن تغییر می کند. نوع دیگر ترمیستور است. در ترمیستور جریان عبوری از مقاومت با تغییرات دمای محیط تغییر می کند. آنها از موادی مانند کاربید سیلیکون و اکسید روی ساخته می شوند.

مقاومت های خطی به مقاومت هایی گفته می شود که مقادیر آنها تابعی از دما ولتاژ اعمال شده است. به عبارت دیگر، مقاومت های خطی، مقاومت هایی هستند که مقدار جریان آنها دقیقاً متناسب با ولتاژ اعمال شده است. دو نوع مقاومت خطی وجود دارد.

1. مقاومت های ثابت
2. مقاومت های متغیر

مقاومت های ثابت دارای یک مقدار مقاومت واحد هستند، در حالی که مقاومت های متغیر (پتانسیومتر) دارای تعداد نامحدودی از مقادیر مقاومت هستند.

مقاومت های متغیر دارای ویژگی کلی هستند که اجازه می دهند مقدار مقاومت تنظیم شود. یک حرکت مکانیکی برای اصلاح اکثر مقاومت های متغیر استفاده می شود. هنگامی که یک مقاومت برای تغییر ولتاژ استفاده می شوند، پتانسیومتر نامیده می شوند. هنگامی که به عنوان یک مقاومت متغیر برای تنظیم جریان در مدار استفاده می شود، به آنها رئوستات گفته می شود.

چندین نوع مقاومت ثابت و متغیر وجود دارد که هر کدام ویژگی ها، مزایا و معایب منحصر به فردی دارند.

انواع مقاومت های ثابت

1. مقاومت های کربنی
2. مقاومت های سیم پیچ
3. مقاومت های فیلم نازک
4. مقاومت های فیلم ضخیم

مقاومت های کربنی

این نوع مقاومت یکی از قدیمی ترین اجزای بازار است. این نوع مقاومت ها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفتند و معمولاً از ترکیب کربن پودری و سرامیک ساخته می شوند. اگرچه مقاومت‌های ترکیب کربنی هنوز در بازار موجود هستند، اما معمولاً گران‌تر و کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا انواع دیگر مقاومت‌های ثابت مشخصات کارآمدتری مانند تحمل، وابستگی به ولتاژ و آستانه تنش دارند.

مقاومت های سیم پیچ

مقاومت سیم پیچ نوع دیگری از مقاومت است که با پیچاندن یک یک سیم مقاومتی به دور هسته یا میله عایق تولید می شود. این نوع مقاومت ها از یک سیم فلزی ساخته شده اند که دور یک هسته نارسانا ساخته شده از سرامیک، پلاستیک یا شیشه پیچیده شده است. سیم های فلزی اغلب از آلیاژهای بسیار مقاوم مانند نیکروم یا منگانین ساخته می شوند.

قدمت این مقاومت‌ها، مانند مقاومت‌های ترکیب کربن، به اوایل قرن گذشته برمی‌گردد، اما هنوز هم اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها می توانند کاربردهای پرقدرت را تحمل کنند، در دماهای بالا پایدار بمانند و پایداری طولانی مدت را فراهم کنند. با این حال، آنها گران تر هستند و نمی توانند در تجهیزات با فرکانس بالا استفاده شوند.

مقاومت های فیلم نازک

مقاومت های فیلم نازک برای استفاده در کاربردهای با ثبات بالا، دقت بالا و کم نویز مانند دستگاه های پزشکی، تجهیزات صوتی و ابزارهای تست و اندازه گیری مناسب هستند.

مقاومت های فیلم ضخیم

مقاومت های فیلم ضخیم مانند مقاومت های فیلم نازک ساخته می شوند، با این تفاوت که به جای یک لایه نازک یا لایه ای از مواد مقاوم، یک لایه ضخیم در اطراف ماده مقاومتی وجود دارد. به همین دلیل است که از آنها به عنوان مقاومت فیلم ضخیم یاد می شود. این مقاومت های ثابت اغلب در لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شوند. آنها مشابه مقاومت های لایه نازک ساخته می شوند، اما همانطور که از نام آن پیداست از لایه های ضخیم اکسیدهای فلزی یا اکسیدهای سرمتی استفاده می کنند. این مقاومت ها مقرون به صرفه ترین و در دسترس ترین هستند. آنها معمولاً در هر تجهیزات الکتریکی که از باتری یا منبع تغذیه AC استفاده می کند یافت می شود.

مقاومت های ذوب‌پذیر

این نوع مقاومت ها دو عملکرد جداگانه دارند: در برابر جریان الکتریکی مقاومت می کنند و به عنوان فیوز برای شکستن جریان در صورت بارگذاری بیش از حد عمل می کنند. مقاومت‌های ذوب‌پذیر جریان را کنترل می‌کنند در حالی که در صورت نوسان برق به عنوان یک ایمن خرابی عمل می‌کنند. آنها مشابه مقاومت های سیمی ساخته می شوند و به طور گسترده در محصولات الکترونیکی پیشرفته مانند تلویزیون، تقویت کننده ها و سیستم های نظارت و مدیریت ایمنی استفاده می شوند.

انواع مقاومت های متغیر

1. پتانسیومترها
2. رئوستات ها

پتانسیومترها

این نوع مقاومت ها اغلب توسط یک صفحه یا دستگیره تنظیم می شوند. آنها از سه پایانه تشکیل شده اند که مقدار مقاومت توسط یک کنتاکت متحرک که به یک شفت کنترل متصل است کنترل می شود. ولتاژ دو سر مقاومت را می توان با چرخاندن شفت کنترل افزایش یا کاهش داد. آنها اغلب در تجهیزات صوتی/بصری و مبدل ها یافت می شوند.

رئوستات ها

مقاومت‌های متغیر که به مقاومت‌های ضربه‌ ای یا مقاومت‌های سیمی نیز معروف هستند، از یک کنتاکت کشویی برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌کنند. هسته مقاومت همانند مقاومت های سیم پیچی ساخته شده است. این مقاومت ها مانند پتانسیومترها برای تنظیم ولتاژ در تجهیزات صوتی/بصری و مبدل ها استفاده می شوند.

انواع مقاومت های غیر خطی

1. ترمیستورها
2. واریستورها
3. وابسته به نور
4. نصب سطحی (SMD)

ترمیستورها

ترمیستورها در لوازم الکترونیکی مصرفی، وسایل نقلیه، دماسنج ها و باتری های قابل شارژ استفاده می شوند. آنها برای تشخیص تغییرات جزئی دما استفاده می شوند. هنگامی که تغییر دما وجود دارد، هر چقدر هم کم باشد، مقدار مقاومت به طور چشمگیری افزایش می یابد. آنها دستگاه های دو ترمینالی هستند که به شدت به دما حساس هستند. به عبارت دیگر، آنها نوعی مقاومت متغیر هستند که تغییرات دما را تشخیص می دهند. ترمیستورها از فلزات کبالت، نیکل، استرانسیوم و اکسید منگنز تشکیل شده‌اند. مقاومت ترموکوپل با دمای آن رابطه معکوس دارد، به این معنی که با کاهش دما مقاومت افزایش می یابد و بالعکس.

واریستورها

این نوع مقاومت ها از مواد نیمه هادی مانند سیلیکون و اکسیدهای فلزی سرامیکی ساخته می شوند. مقدار مقاومت این مقاومت ها با ولتاژ اعمالی مدار تغییر می کند. واریستورها می توانند در برابر کاربردهای ولتاژ DC بالا مقاومت کنند و اغلب به عنوان سرکوبگرهای ولتاژ گذرا در خطوط مخابراتی، دستگاه های ارتباط رادیویی و نوارهای برق استفاده می شوند. ویژگی‌های آن‌ها آن‌ها را برای استفاده به‌عنوان دستگاه‌های حفاظتی در برابر ولتاژ عالی می‌سازد، و اغلب به عنوان محافظ برق استفاده می‌شوند.

مقاومت وابسته به نور

مقدار مقاومت این مقاومت ها همانطور که از نامش پیداست با قرار گرفتن در معرض نور متفاوت است. این مقاومت ها در سنسورهای نور و تجهیزات اندازه گیری و همچنین در لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات عکاسی به کار می روند. مقاومت یک مقاومت وابسته به نور با شدت نوری که روی آن می تابید تغییر می کند. از سولفید کادمیوم تشکیل شده است که تعداد کمی الکترون را در خود نگه می دارد.

هنگامی که یک پرتو نور به آن برخورد می کند، الکترون ها رانده می شوند و رسانایی را افزایش می دهند. در نتیجه در مواجهه با نور مقاومت کم و در تاریکی مقاومت بالایی دارد. هنگامی که شدت نور افزایش می یابد، مقاومت مقاومت های وابسته به نور یا مقاومت های نوری کاهش می یابد. آنها اغلب برای تشخیص شرایط روشن یا تاریک استفاده می شوند و برای مثال برای روشن کردن چراغ های خیابان در عصر استفاده می شوند.

مقاومت سطحی

این مقاومت ها که به عنوان مقاومت های تراشه نیز شناخته می شوند، بر خلاف انواع دیگر مقاومت ها که اغلب از طریق سوراخ نصب می شوند، مستقیماً روی PCB ها نصب می شوند. این امر باعث افزایش سرعت ساخت و صرفه جویی در فضای روی برد مدار می شود. آنها بیشتر در ساخت تجهیزات محاسباتی و همچنین سایر اشکال فناوری استفاده می شوند.

هنگام استفاده از انواع مختلف مقاومت، باید موارد زیر را در نظر داشته باشید

اتلاف نیرو: اتلاف توان یکی از نکات مهم در انتخاب مقاومت است. همیشه از مقاومتی با توان بیشتری نسبت به جریانی که از آن ارسال می شود استفاده کنید. در نتیجه، مقاومتی را انتخاب کنید که قدرت آن حداقل دو برابر باشد.

ضرایب دما: ضروری ترین چیزی که هنگام استفاده از مقاومت ها باید به خاطر داشته باشید این است که آیا باید در دماهای بالا استفاده شوند. در این صورت مقاومت به طور چشمگیری جریان می یابد. ضریب دمایی یک مقاومت به دو نوع ضریب دمایی منفی (NTC) و ضریب دمایی مثبت (PTC) طبقه بندی می شود.
هنگامی که دمای اطراف مقاومت به دلیل ضریب دمایی منفی افزایش می یابد، مقاومت مقاومت کاهش می یابد. با ضریب دمایی مثبت، با افزایش دمای اطراف مقاومت، مقاومت افزایش می یابد. در نتیجه، همین ایده در مورد برخی از سنسورهای دما مانند ترمیستورها نیز صدق می کند.

خلاصه

بسیاری از انواع مختلف مقاومت ممکن است در مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند. ویژگی های این انواع بسیار بر اساس ساخت و ساختار آنها متفاوت است. به طور معمول، مقاومت ها به دو نوع تقسیم می شوند: مقاومت های خطی و مقاومت های غیر خطی. نیازی نیست به انواع مقاومت هایی که در اکثر مدارهای معمولی استفاده می کنید اهمیت دهید. تنها چیزی که باید به آن توجه کنید مقدار مقاومت و میزان توانی است که می تواند تحمل کند.