مقاومت و انواع آن

1,012

مقاومت در همه جای الکترونیک دیده میشوند و احتمالا اولین عنصر “واقعی” الکترونیکی است که شما دیده اید. مقاومتها قطعات کوچک استوانه ای شکلی هستند که در بیشتر بردهای مدارات الکترونیک دیده می شوند. مقاومتها به خودی خود هیچ چیز قابل ملاحظه ای پیچیده ای ندارند، اما در طراحی مدارات الکترونیک نقش حیاتی دارند. در طول آموزش الکترونیک درس مقاوت ها، ما به شما می آموزیم که مقاومتها چی هستن، نحوه خواندن مقدار مقاومتها، روش های خاص  استفاده از مقاومت ها، و همه چیز در مورد نوع خاصی از مقاومت متغییر که پتانسیومتر گفته میشه.

همه چیز درباره مقاومت ها 

یک مقاومت یک قطعه الکترونیکی است که جریان الکترونها را محدود می کند. در نتیجه این کار، انرژی را به صورت گرما از بین می رود. به زبان ساده الکتریسیته و برق تلاش میکند از اجسام با مقاومت بالا عبور کند و این تلاش و انرژی مصرفی برای عبور از اجسام به گرما تبدیل میشود .

نشان و علامت اهم

مقدار مقاومتی که یک قطعه مقاومت از خود نشان میدهد با واحد اهم اندازه گیری میشود. نماد اهم ، امگا از الفبای یونانی است. از نظر الکترونیکی ،هر یک مقاومت جریان الکتریکی را به مقدار مشخص و دقیق کاهش میدهد . در نظر بگیرید که در یک مدار که یک ولتاژ ورودی ثابت داشته باشید و مقاومتها هم ثابت باشند، می توانید از قانون اوهم تعیین کنید که  چقدر جریان را محدود کرده است. این محاسبه مقدار جریان محدود شده  در  تعدادی از سناریوها و مدارات الکترونیک ، از جمله کار با LED ها، مفید است که در درس دیودها به ان میپردازیم.

برای اندازه گیری اهم با یک مولتی متر، سلکتور اهم متر رو روی نماد Ω و  محدوده مناسب (مگر اینکه شما یک مولتی متر اتوماتیک داشته باشید) بچرخانید. برای تعیین محدوده صحیح، شما باید قادر به خواندن مقاومت، خواندن مقدار مقاوت رو در همین درس یاد میگیرید .

در نقشه یک مدار الکترونیکی، نماد مقاومت یک خط زیگ زاگ است ، که معمولا مقدار آن در کنارش نوشته شده.

آموزش خواندن مقدار مقاوت ها

یکی از مشخصات مقاومتها غیر از مقدار  آنها قدرت و توان عبور جریان است . مقاومت های بزرگتر برای جریان و توان های بالا و مقاومت های کوچکتر برای جریان و توان های پایین استفاده میشود .

تعیین مقدار یک مقاومت، کمی پیچیده است که می توان با رمزگشایی از نوارهای رنگی از چپ به راست به سمت نوار آخر که مقدار تلرانس یا خطای مقاومت را نشون میده آن را مشخص کرد .مقاومتها معمولا چهار نوار رنگی دارند ، اما مقاومت هایی با ۵ نوار رنگی هم وجود دارند مقاومتهای معمولی چهار رنگ هستند که بیشترین استفاده رو در مدارات الکترونیک دارند .

هنگام خواندن یک مقاومت چهار رنگ یا چهار خط ، دو خط اول با هم ترکیب می شوند تا عددی بین ۱ تا ۹۹ رو نشون بدن. نوار سوم نشان دهنده تعداد صفر هایی است که باید جلود رقم دو نوار اول قرار گیرد در واقع ضریب است. نوار چهارم هم که تلرانس مقاومت رو نشون میده .

رنگ مقاومت ها

به عنوان مثال، در مثال زیر، دو خط اول نشان دهنده ۱ و ۰ است، که با هم به صورت شماره ۱۰ ترکیب شده است. سپسدر ۱۰،۰۰۰ ضرب (که مضرباست) شده ، یا میشه بگیم چهار تا صفر جلوی ۱۰ گذاشتیم ، که میشه  ۱۰۰،۰۰۰Ω یا ۱۰۰ کیلو اهم . در واقع وقتی که مقاومت هزار و یا بیشتر میشه، ما بهش کیلو اهم میگیم.یک کیلو اهم در اصل برابر با ۱۰۰۰ اهم است.پس ، ۱۰۰،۰۰۰Ω به ۱۰۰kΩ خلاصه می شود.

اگر این گیج کننده بود، به یک مثال دیگر نگاه کنیم. این مقاومت دارای شماره اولیه ۱۰ و ضرب ۱۰۰۰ است.  که نتیجه میشه ۱۰،۰۰۰Ω یا ۱۰KΩ .

 

در شکل بالا دو عدد اول تغییر کرده اند و ضریب آن هم کم شده . در این مثال، دو رنگ اول هنگام ترکیب، عدد ۶۸ را ایجاد می کنند و وقتی در ۱۰ ضرب می شود، مقدار ۶۸۰ بدست میاد. چون ۶۸۰Ω کمتر از ۱۰۰۰ است، میگیم مقاومت ۶۸۰Ω است.

نکته آخر، اگر یک میلیون و یا بیشتر اهم وجود داشته باشد، با مگا اهم اندازه گیری می کنیم. به عنوان مثال، این مقاومت به ارزش ۱،۰۰۰،۰۰۰Ω است. که برابر با  یک مگابایت است.

آموزش خواندن مقاومتهای ۵ رنگ 

مقاومت با ۵ رنگ  کمتر استفاده میشه ، روش خوندنش آسونه . بگذارید به طور خلاصه نحوه خواندن آنها را بررسی کنیم. سه رنگ اول عدد را تشکیل میدن و رنگ چهارم ضریب است . پس مقدار مقاومت بالا میشه ، ۱۰۰ که در  ۱۰۰۰ ضرب میکنیم که میشه ۱۰۰K . رنگ پنجم هم مقدار تلرانس یا خطا رو نشون میده.

تلرانس مقاومت یعنی چه ؟

مقاومتها هم مثل ما آدما کامل نیستند !!! اونها هم دارای مقدار دقیق و صحیح نیستند و درصدی خطا در ساخت آنها وجود دارد. به این مقدار خطا ، تلرانس میگن .

 

یک مقاومت با با رنگ نوار تلرانس طلایی ، +/- ۵٪  خطا است. این به این معنی است که مقاومت می تواند  ۵٪ کمتر یا بیشتر از مقدار خوانده شده اون  باشه. بنابراین، اگر یک مقاومت ۱۰۰K داشته باشید و با یک مولتی متر اندازه گیری کنیم، مقدارش  از ۹۵K تا ۱۰۵K نشون داده میشه. برای تمام مدارهایی که در دوره آموزش الکترونیک خواهیم ساخت، چنین مقادیری تقریبا درست خواهد بود. ما اغلب الکترونیک را به عنوان یک علم دقیقمیشناسیم ، اما حقیقت این است که در بسیاری از موارد قطعات دارای خطاهایی هستند.

کدهای رنگی مقاومت

پس وقتی یک مقاومت چهار رنگ دارای خطای +/- ۵ درصد است یعنی نوار چهارم اون طلایی هست.

خواندن مقاومتهای 5 رنگ

مقاومت پنج رنگ شکل بالا دارای خطا یا تلرانس  +/- ۱٪ است و این یعنی رنگ پنجمش  یک نوار قهوه ای هست.

 

مقاومت متغیر چیست ؟

یک مقاومت متغیر ، مقاومتی است که مقدار آن در محدوده خاص و تعیین شده ای تغییر میکند یا ما ان را تغییر میدهیم .

بعضی از رایج ترین مقاومتهای متغیری مه احتمالا با اونها  روبرو میشید شامل فتو رزیستورها ، که با تابش نور مقاومتش تغییر می کنه، سنسور خمشی که نسبت به خم شدن مقاومتش تغییر می کند و سنسور فشار که مقاومتش هنگام فشار دادن روی سطحش تغییر میکنه. مقاومتهای متغییر دیگری هم هستند که نسبت به دما ، رطوبت و گاز مقاومتشون تغییر میکنه .

مهمترین و پراستفاده ترین مقاومت متغییر ،پتانسیومتر هست. این از شایع ترین مقاومت متغیر در مدارات الکترونیک است . مثلا در دیمرها که کار کم و زیاد کردن نور لامپ رو انجام میدن از پتانسیومتر استفاده میشه .

پتانسیومترها در محدوده وسیعی قرار می گیرند و از صفر اهم تا هر مقداری ، که روی اونها نوشته شده .

 

نمای داخل پتانسومترها

 

در داخل یک پتانسیومتر  یک دستگیره متحرک یا اهرم کشویی وجود دارد که یک عنصر رسانا را روی یک سطح دارای مقاومت الکتریکی حرکت می کند.

با اتصال یک سیم به یکی از پایانه های بیرونی آن و پایه وسط ، می توان یک پتانسیومتر را به عنوان یک مقاومت متغیر استفاده کرد.

شکل بالا شماتیک یک مقاوت متغیر را در مدارات الکترونیک نشان میدهد.

 

تقسیم ولتاژ با مقاومتها

اگر مقاومتها رو به صورت سری به هم وصل کنیم ، میتونیم ولتاژ های متفواتی که بسته به مقدار هر مقاوت داره رو از دو سر هر مقاومت بدست بیاریم .

 

پتانسیومترها

با چرخاندم اهرم پتاسیومتر مقدار مقاومت بین دو پایه طرفین نسبت به پایه وسط تغییر میکنه و در هر طرف مقدار متفاومتی رو داریم تا زمانی که اهرم در وسط قرار بگیره و مقاومت دو طرف برابر بشه . اگر به سیم قرمز و مشکی ولتاژ بدیم ، ولتاژ پایه وسط با چرخاندن اهم پتانسیومتر بین صفر تا مقدار ولتاژ داده شده تغییر میکند.

انواع پتانسیومتر

یک نوع پتانسیومتر خطی که دارای منحنی پاسخ خطی است. با چرخاندن یا حرکت دادن اهرم پتانسیومتر ، مقاومت به طور پیوسته افزایش یا کاهش می یابد. پتانسومترهای خطی بیشترین استفاده را در مدارات الکترونیک دارند.

 

 

نوع دیگر ،پتانسیومتر لگاریتمی که تغییر مقاومت اون به صورت یک  منحنی لگاریتمی است.این نوع پتانسیومتر به طور عمده برای تنظیم حجم صدا یا به اصطلاح برای ولوم کم و زیاد کردن صدا استفاده میشود. اگر شما از یک پتانسیومتر خطی برای تنظیم حجم صدا استفاده کنید، صدای بسیار ناگهانی زیاد میشود. با استفاده از پتانسیومتر لگاریتمی، می توانید منحنی و بلتدی صدا رو تدریجی  و آرام  افزایش دهید.

خواندن مقاومت های وات بالا

کد استاندارد بریتانیایی (BS 1852)

بطور کلی در مقاومت‌های پرتوان بزرگتر، نیازی به سیستم کد رنگی نیست و مقدار مقاومت به همراه خطای مجاز و حتی توان (وات) اسمی روی بدنه مقاومت حک می‌شوند. بدلیل اینکه در این نوع نمایش احتمال اشتباه خواندن محل نقطه اعشاری مقدار اهمی مخصوصا در اثر تغییر رنگ یا کثیفی بدنه مقاومت وجود دارد، از یک سیستم کدبندی دیگری برای حک مقدار مقاومت استفاده می‌شود.

این سیستم کدبندی بر اساس استاندارد بریتانیایی BS EN 60062 می‌باشد که نقطه اعشاری با پسوند “K” برای نشان دادن ضریب هزار یا کیلو اهم، پسوند“M” برای نشان دادن ضریب میلیون یا مگا اهم و حرف “R” برای حالتیکه ضریب مقاومت برابر یا کمتر از یک باشد جایگزین می‌شود و همچنین می توان از این حروف برای نشان دادن نقطه اعشاری به شکل جدول زیر استفاده نمود:

کد BS1852 برای نمایش مقدار مقاومت
0.47Ω = R47 or 0R47
1.0Ω = 1R0
4.7Ω = 4R7
47Ω = 47R
470Ω = 470R 0K47 یا
1.0KΩ = 1K0
4.7KΩ = 4K7
47KΩ = 47K
470KΩ = 470K 0M47 یا
1MΩ = 1M0

بعضی از تولید کنندگان مقاومت در انتهای مقدار مقاومت از حروف اضافی برای نشان دادن خطای مجاز استفاده می کنند مانند 4K7 J که این حروف پسوند خطای مجاز عبارتند از:

کدهای خطای مجاز مقاومت (±)
B = 0.1%
C = 0.25%
D = 0.5%
F = 1%
G = 2%
J = 5%
K = 10%
M = 20%

همچنین موقع خواندن کدهای مقاومت به این نکته توجه کنید که حرف k کیلو اهم مقاومت با حرف K خطای مجاز 10% یا حرف M مگا اهم مقاومت با حرف M خطای مجاز 20% اشتباه نشود.

خطاهای مجاز، سری-E و مقادیر ترجیجی مقاومت

همانطور که اشاره شد تولید مقاومت در هر مقدار دلخواه از نظر عملی ممکن نیست چون در آنصورت بایستی صدها میلیون مقاومت مختلف برای پوشش مقادیر مختلف مقاومت‌ها وجود داشته باشند. در عوض مقاومت‌ها با ظرفیت اهمی مشخصی تولید می‌شوند که بطور عموم آنها را مقادیر ترجیحی می نامند.

بجای داشتن مقادیر ترتیبی مقاومت از 1Ω و بالاتر، مقادیر مشخص مقاومت با محدوده خطای مجاز وجود دارند. خطای مجاز مقاومت، حداکثر اختلاف بین مقدار واقعی و مقدار اسمی آن است و بصورت مقدار درصد مثبت منفی اعلام می‌شود. برای مثال، مقدار واقعی مقاومت 1kΩ با احتساب خطای مجاز 20%± بین مقادیر حداقل و حداکثری است که از روابط زیر محاسبه می‌شوند.

مقدار حداکثر مقاومت:

1kΩ 1000Ω + 20% = 1,200Ω یا

مقدار حداقل مقاومت:

1kΩ 1000Ω – 20% = 800Ω یا

پس طبق این مثال حداکثر اختلاف بین مقادیر واقعی مقاومت‌های مختلف 1kΩ با خطای مجاز 20%±، که مقدار بیشینه آن 1,200Ω و کمینه اش 800Ω می‌باشد به ازای همان مقدار اسمی 400Ω است.

در بیشتر مدارات الکتریکی و الکترونیکی خطای مجاز 20% مقاومت معمولا مشکلی ایجاد نمی‌کند ولی در کاربردهای حساس و دقیق مانند فیلترها یا مدارات اسیلاتوری که نیاز به استفاده از مقاومت‌های با خطای مجاز کمتر می‌باشد، نمی توان از مقاومت با خطای مجاز 20% بجای مقاومت 1% یا 2% استفاده نمود.

مقاومت‌های پنج و شش نوار رنگی معمولا در انواع لایه ای 1% و 2% موجود هستند و نوع عمومی تر آنها با کد چهار رنگی و خطای مجاز 5% و 10% هستند. مقاومت‌ها با خطاهای مجاز مختلفی تولید می‌شوند ولی دو سری معمول آنها E12 و E24 هستند.

سری E12 شامل دوازده مقدار مقاومت در هر دهه می‌باشد، (هر دهه نشانگر ضرایب 10 می‌باشد یعنی 10، 100، 1000 و …)، در حالیکه سری E24 شامل 24 مقدار در هر دهه و سری E96 شامل 96 مقدار در هر دهه است. سری خیلی دقیق E192 با خطای مجاز تا 0.1%± شامل 192 مقدار در هر دهه است.

سری E6 با خطای مجاز 20% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8
سری E12 با خطای مجاز 10% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
سری E24 با خطای مجاز 5% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
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, 7.2, 8.2, 9.1
سری E96 با خطای مجاز 1% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.00, 1.02, 1.05, 1.07, 1.10, 1.13, 1.15, 1.18, 1.21, 1.24, 1.27, 1.30, 1.33, 1.37, 1.40, 1.43, 1.47, 1.50, 1.54, 1.58, 1.62, 1.65, 1.69, 1.74, 1.78, 1.82, 1.87, 1.91, 1.96, 2.00, 2.05, 2.10, 2.15, 2.21, 2.26, 2.32, 2.37, 2.43, 2.49, 2.55, 2.61, 2.77, 2.74, 2.80, 2.87, 2.94, 3.01, 3.09, 3.16, 3.24, 3.32, 3.40, 3.48, 3.57, 3.65, 3.74, 3.83, 3.92, 4.02, 4.12, 4.22, 4.32, 4.42, 4.53, 4.64, 4.75, 4.87, 4.99, 5.11, 5.23, 5.36, 5.49, 5.62, 5.76, 5.90, 6.04, 6.19, 6.34, 6.49, 6.65, 6.81, 6.98, 7.15, 7.32, 7.50, 7.68, 7.87, 8.06, 8.25, 8.45, 8.66, 8.87, 9.09, 9.31, 9.53, 9.76

پس می‌توانیم با در نظر گرفتن خطای مجاز، سری متناسب مقاومت و فاکتور ضریب، هر مقدار اهمی مقاومت در آن سری را بدست بیاوریم. برای مثال، مقاومت سری E12 را در نظر بگیرید، 10% خطای مجاز و مقدار اسمی 3.3، پس مقادیر منتاظر مقاومت‌های این رنج برابرند با:

مقاومت = ضریب مقدار

3.3 x 1 = 3.3Ω

3.3 x 10 = 33Ω

3.3 x 100 = 330Ω

3.3 x 1,000 = 3.3kΩ

3.3 x 10,000 = 33kΩ

3.3 x 100,000 = 330kΩ

3.3 x 1,000,000 = 3.3MΩ

منطق ریاضی پشت این مقادیر ترجیحی سری‌ها از ریشه n-ام سری مورد استفاده حاصل می‌شود. برای مثال، برای سری E6 با خطای مجاز 20% شش مقدار یا پله مختلف مقاومت (1.0 تا 6.8) وجود دارد و از ریشه ششم عدد 10 (6√10) حاصل می‌شود، و برای سری E12 با خطای مجاز 10% دوازده مقدار یا پله مختلف مقاومت (1.0 تا 8.2) وجود دارد که از ریشه دوازدهم عدد 10 (12√10) بدست می‌آید.

خطای مجاز سری مقاومت‌های ترجیحی بر اساس استاندارد بریتانیایی BS 2488 تولید می‌شوند و مقادیر محدوده مقاومت‌ها طوری انتخاب شده اند که در بیشینه و کمینه خطای مجاز هر مقاومت با مقاومت همسایه همپوشانی داشته باشد. برای مثال، سری E24 با خطای مجاز 5% را در نظر بگیرید. دو مقدار مقاومت همسایه پشت سر هم 47 و 52 اهم می‌باشند.

47Ω + 5% = 49.35Ω, 51Ω – 5% = 48.45Ω و

پس تنها 0.9Ω همپوشانی وجود دارد.

مقاومت‌های نصب سطحی SMD

مقاومت نصب سطحی SMD

 

 

مقاومت‌های نصب سطحی یا SMD، دارای قالب بسیار کوچک مقاومت لایه ای اکسید فلزی هستند که برای لحیم کردن بر روی سطح مدار چاپی طراحی شده اند. مقاومت‌های نصب سطحی معمولا دارای بدنه بستر سرامیکی هستند که لایه ضخیم مقاومت اکسید فلزی روی آن نشانده شده است.

مقدار مقاومت با افزایش ضخامت لایه، طول یا نوع لایه بکار برده شده قابل کنترل است و مقاومت‌های خیلی دقیق با خطای مجاز بسیار پایین در حد 0.1% را می توان تولید کرد. این نوع مقاومت‌ها دارای ترمینال های فلزی در دو سر بدنه هستند که به آنها اجازه می‌دهد مستقیما روی مدار چاپی لحیم شوند.

یک کد 3 یا 4 رقمی برای نمایش مقدار مقاومت روی مقاومت‌های نصب سطحی حک می‌شود. مقاومت‌های SMD استاندارد از کد 3 رقمی استفاده می کنند که دو رقم اول آن نشانگر دو عدد مقدار مقاومت می‌باشد و رقم سوم ضریب مقاومت را تعیین می‌کند. برای مثال:

“103” = 10 × 103 Ω = 10 KΩ

“392” = 39 × 102 Ω = 3.9 KΩ

“563” = 56 × 103 Ω = 56 KΩ

“105” = 10 × 105 Ω = 1 MΩ

رقم سوم مقاومت‌های نصب سطحی که مقدار آنها کمتر از 100Ω است را معمولا صفر می نویسند: مثلا “390”، “470”، “560” که رقم سوم صفر به منزله ضریب 1 = 10می‌باشد.

“390” = 39 x 1 Ω = 39Ω 39RΩ یا

“470” = 47 x 1 Ω = 47Ω 47RΩ یا

همانطور که در استاندارد BS 1852 نیز اشاره شد، برای نشان دادن مقاومت‌های کوچکتر از 10 اهم از حرف “R” استفاده می کنیم پس 4R7 به معنی 4.7Ω می‌باشد.

مقاومت‌های نصب سطحی که بر روی آنها “000” یا “0000” حک شده باشد دارای مقدار مقاومت 0 اهم یا بعبارت دیگر اتصال کوتاه هستند. به این مقاومت ها مقاومت های فیوزی هم میگویند .

منیع : instructables.com

و

http://elektor.ir/index.php/tutorials/basic-electronics/19-resistor-color-codes

مقاومت و انواع آن
4.4 (88.75%) 16 vote[s]
1 نظر
  1. هادی ندائی می گوید

    امتیاز بینندگان:۵ Stars

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.