انواع مقاومت الکتریکی و کاربرد آن ها 

مقاومت های الکتریکی  از اساسی ترین و رایج ترین قطعات الکترونیکی به کار رفته در مدار های الکترونیکی هستند که با توجه به نقش اساسی که در مدار ایفا می کنند، بیشتر از بقیه قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه خواهیم دید که مقاومت چیست و چه کاربردی دارد؛ واحد مقاومت الکتریکی چیست و همچنین با انواع مقاومت های الکترونیکی آشنا خواهیم شد. در راستای راهنمای خرید مقاومت به شما پیشنهاد می کنیم برای خرید مقاومت به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید تا به طول کامل با مشخصات و دیتاشیت این قطعات الکترونیکی پرکاربرد آشنا شوید.

مقاومت چیست به زبان ساده

مقاومت یکی از پر مصرف ترین المان‌های مداری در صنعت الکترونیک به شمار می آید که وظیفه تعیین جریان یا افت میزان مشخصی از ولتاژ و همچنین محافظت مدار در برابر اضافه جریان را بر عهده دارد. واحد اندازه‌گیری مقاومت، اهم (Ω) است. مقدار مقاومت در حقیقت معکوس رسانایی  (G = 1/R) است. در یک مقاومت ایده‌آل مقدار مقاومت همواره ثابت است، اما در دنیای واقعی مقدار مقاومت ها با توجه به دما و میزان جریان عبوری ممکن است دچار تغییراتی شود، همین امر باعث می‌شود تا پارامتری به نام توان برای مقاومت مطرح شود که با واحد وات (W) اندازه گیری می‌شود.

در حقیقت توان نامی (nominal power rating) باید همواره بیشتر از حداکثر توان مورد نیاز مقاومت تعیین شود، که توان حداکثر را با استفاده از رابطه زیر محاسبه می کنند. مقاومت ها بر اساس نوع نصب به دو نوع SMD و DIP تقسیم می شوند. (برای خرید مقاومت DIP یا SMD می توانید علاوه بر ثبت سفارش از سایت، با کارشناسان ما نیز تماس بگیرید.)

به دلیل اینکه هیچ منبع تولید توان یا تقویت کنندگی در مقاومت ها وجود ندارد، این قطعات جزو عناصر پسیو یا غیر فعال به شمار می آیند. حتی موجب کاهش ولتاژ و یا جریان عبوری از مدار میشوند. کاهش ولتاژ و جریان و به عبارت کلی توان به صورت تبدیل توان الکتریکی به حرارت انجام می شود. اختلاف پتانسیل بین دو سر مقاومت برای عبور جریان از مقاومت لازم است. این اختلاف پتانسیل مقدار توان تلف شده را مشخص میکند. در مدارات DC اختلاف پتانسیل که به آن، افت ولتاژ روی مقاومت ها هم می گویند، با اندازه گیری ولتاژ دو سر مقاومت بدست می آید و با ضرب آن در جریان عبوری از مقاومت توان تلفاتی مقاومت حاصل می شود.

نماد مقاومت الکتریکی

در تمام دیاگرام ها و شماتیک های مدارهای الکتریکی و الکترونیکی رایج ترین نماد استفاده شده برای مقاومت با مقدار ثابت همان نوع”زیگ زاگ” با مقدار مقاومت که در اهم داده می‌شود Ω است. مقاومت های دارای مقادیر ثابت دارای اندازه کمتر از یک اهم تا بیشتر از 10 میلیون اهم هستند. مقاومت های ثابت تنها دارای یک مقدار مقاومت واحد هستند، برای مثال 100 Ωاما مقاومت های متغیر (پتانسیومترها) میتوانند تعداد بی نهایت مقدار مقاومتی بین 0 تا بیشینه مقدار خود داشته باشند.

مقاومت ها انواع بسیار متنوعی دارند و با توجه به ویژگی های خاص و دقت های مختلف در اشکال مختلفی ساخته میشوند. تنوع بالا باعث استفاده های مختلفی از مقاومتها با توجه به میزان ثبات محدوده ولتاژی و جریانی مدارات می شود. برخی از ویژگی و پارامترهای مقاومت ها عبارتند از : ضریب دمایی، ولتاژ و جریان کاری، نویز، پاسخ فرکانسی و توان (با توجه به محدوده دمایی و اندازه و قابلیت اطمینان).

کاربرد مقاومت الکتریکی

مقاومت ها همان چیزی هستند که “قطعات پسیو” خوانده میشوند، یعنی آنها هیچ منبع قدرت یا تقویتی را ندارند اما ولتاژ یا سیگنال جریانی که از آنها عبور میکند را کاهش می‌دهند. این میرایی منجر به از دست رفتن انرژی الکتریکی به صورت گرما در حالتی که مقاومت در برابر شارش الکترون ها از خود مقاومت نشان می‌دهد می‌شود. وظیفه اصلی مقاومت در داخل یک مدار الکتریکی “مقاومت کردن”، تنظیم شارش الکترون ها (جریان) توسط نوعی ماده رسانا از چیزی که آنها ساخته شده اند، است. مقاومت ها می‌توانند با یکدیگر در ترکیب های سری و موازی وصل شوند تا شبکه های مقاومتی که می‌تواند به عنوان کاهش دهنده ولتاژ، تقسیم کننده ولتاژ یا محدود کننده جریان در یک مدار عمل کند، تشکیل دهند.

کاربردهای مقاومت در مدار الکتریکی گسترده و متغیر است و عملا در هر مدار الکترکی طراحی شده، از یک یا چند نوع مقاومت استفاده می‌شود. مقاومت ها معمولاً برای اهدافی مانند محدود سازی جریان، ایجاد ولتاژ کنترلی مناسب برای قطعات نیمه رسانا مانند ترانزیستورهای دو قطبی، حفاظت LED ها یا دیگر قطعات نیمه رسانا از خطر آسیب جریان بیش از حد و همچنین تنظیم یا محدود کردن پاسخ فرکانسی در مدار رادیویی یا مدار فیلتر استفاده می‌شوند. در مدارات دیجیتالی، انواع مختلفی از مقاومت ها می‌توانند برای بالا بردن یا پایین آوردن ولتاژ در درگاه ورودی، تراشه منطقی دیجیتال یا توسط کنترل کردن ولتاژ در نقطه ای از مدار با قرار دادن دو مقاومت سری برای ایجاد شبکه تقسیم کننده ولتاژ و … استفاده شوند.

از مقاومت ها به عنوان محدود کننده جریان و ولتاژ در مدارات نیمه هادی استفاده میشود. یکی دیگر از کاربردهای مهم مقاومت تنظیم یا محدود کردن پاسخ فرکانس در مدارات فیلتر صدا و صوت است. در مدارات دیجیتال از مقاومت به عنوان بالا کش و یا پایین کش ورودی تراشه های منطقی استفاده میشود.

اکثر مقاومت ها، قطعاتی خطی هستند و با پیروی کردن از قانون اهم، افت ولتاژی را هنگام عبور جریان الکتریکی از دو سر مقاومت تولید می‌کنند و مقدارهای مختلف مقاومت منجر به مقادیر متفاوتی از جریان و ولتاژ می‌شود. این می‌تواند در مدارهای الکترونیکی توسط کنترل یا کاهش شارش جریان و ولتاژ ایجاد شده در دوسر آنها بسیار کاربردی باشد. زیرا که می‌توانیم، یک مبدل ولتاژ به جریان و جریان به ولتاژ تولید کنیم. هزاران نوع مختلف از مقاومت وجود دارد که در شکل های گوناگون تولید می‌شوند زیرا که ویژگی ها و دقت خاص آنها، حوزه های مشخصی از کاربردها مانند پایداری بالا، ولتاژ بالا، جریان بالا و غیره را فراهم می کنند و یا به عنوان یک هدف عمومی رایج استفاده می‌شود زیرا که اکثر ویژگی های آنها تقریبا بدون ایراد است.

انواع ترکیبات مقاومت الکتریکی

مقاومت های کربنی، رایج ترین نوع از مقاومت های ترکیبی هستند. مقاومت های کربنی یک مقاومت رایج ارزان قیمت است که در مدارات الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌شود. بخش مقاومتی آنها از مخلوط ذرات کربن ریز خرد شده یا گرافیت (شبیه به مغز مداد) و پودر سرامیک غیر رسانا (خاک رس) برای چسباندن آنها به یکدیگر، ساخته شده است.

نسبت ذرات کربن به سرامیک (رسانا به عایق) مقدار مقاومت کلی مخلوط را تعیین می‌کند و هر چه نسبت کربن بالا تر باشد مقاومت کلی کمتر خواهد بود. قبل از قالب سازی مخلوط در استوانه به هر انتهای آن برای ایجاد اتصال الکتریکی سیم های فلزی وصل می‌شود که در بالا نیز نشان داده شده است و بعد پوسته خارجی آن با ماده عایقی پوشش داده می‌شود و نشانه های رمز گذاری رنگی برای مشخص کردن مقدار مقاومت روی آن ایجاد می‌شود.

انواع مقاومت الکتریکی

مقاومت های الکتریکی دارای انواع مختلفی چون مقاومت‌های سطحی خیلی کوچک تا مقاومتهای نوع قدرتی سیم پیچی بزرگ هستند. مقاومت ها می‌توانند با یکدیگر در ترکیب های سری و موازی وصل شوند تا شبکه های مقاومتی که می‌تواند به عنوان کاهش دهنده ولتاژ، تقسیم کننده ولتاژ یا محدود کننده جریان در یک مدار عمل کند، تشکیل دهند.

مقاومت ها همان چیزی هستند که “قطعات پسیو” خوانده میشوند، یعنی آنها هیچ منبع قدرت یا تقویتی را ندارند اما ولتاژ یا سیگنال جریانی که از آنها عبور میکند را کاهش می‌دهند. این میرایی منجر به از دست رفتن انرژی الکتریکی به صورت گرما در حالتی که مقاومت در برابر شارش الکترون ها از خود مقاومت نشان می‌دهد می‌شود. اختلاف پتانسیل بین دو سر مقاومت الکتریکی برای عبور جریان لازم است. این اختلاف پتانسیل، اتلاف انرژی را متعادل می‌کند. در مدار DC اختلاف پتانسیل یا افت ولتاژ مقاومت وقتی که جریان از دو سر پایه مقاومت عبور می‌کند اندازه گیری می شود.

اکثر مقاومت ها، قطعاتی خطی هستند و با پیروی کردن از قانون اهم، افت ولتاژی را هنگام عبور جریان الکتریکی از دو سر مقاومت تولید می‌کنند و مقدارهای مختلف مقاومت منجر به مقادیر متفاوتی از جریان و ولتاژ می‌شود. این می‌تواند در مدارهای الکترونیکی توسط کنترل یا کاهش شارش جریان و ولتاژ ایجاد شده در دوسر آنها بسیار کاربردی باشد؛ زیرا می‌توانیم، یک مبدل ولتاژ به جریان و جریان به ولتاژ تولید کنیم.

دو نوع اصلی از مقاومت ها وجود دارد:

• مقاومت های خطی

• مقاومت های غیر خطی

مقاومت های خطی

مقاومت هایی که مقادیر آنها با ولتاژ و دمای اعمال شده تغییر می کند، مقاومت های خطی نامیده می شوند. به عبارت دیگر مقاومتی که مقدار جریان آن با ولتاژ اعمال شده نسبت مستقیم دارد به مقاومت خطی معروف است.

به طور کلی دو نوع مقاومت وجود دارد که خواص خطی دارند:

• مقاومت ثابت

• مقاومت متغیر

مقاومت ثابت چیست؟

مقاومت‌های الکتریکی به دو دسته کلی ثابت (Fixed Resistors) و متغیر (Variable Resistors)تقسیم بندی می‌شوند. مقاومت های ثابت تنها دارای یک مقدار مقاومت واحد هستند، برای مثال 100Ω  اما مقاومت های متغیر (پتانسیومترها) میتوانند تعداد بی نهایت مقدار مقاومتی بین 0 تا بیشینه مقدار خود داشته باشند. نمادی که بطور رایج در شماتیک و ترسیم های الکتریکی برای یک مقاومت بکار برده می‌شود می تواند هم در نوع خطی”زیگ زاگ” و یا یک جعبه مستطیلی باشد. تمام مقاومت های ثابت میتوانند در 4 گروه کلی دسته بندی شوند:

• مقاومت سیم پیچی– بدنه های فلزی برای نصب هیت سینک، مقادیر رنج وات خیلی بالا
• مقاومت ترکیب کربن-ساخته شده از درات کربن یا خمیر گرافیت، مقدار وات پایین
• مقاومت فیلم کربن
• مقاومت فیلم فلزی
• مقاومت فیلم اکسید فلز
• مقاومت فلز لعاب 
• مقاومت فویل

انواع متنوعی از مقاومت های متغیر و ثابت با استایل های ساختاری مختلف برای هر گروه وجود دارد که هر کدام ویژگی ها، مزایا و معایب خاص خودشان را در مقایسه با انواع دیگر مقاومت، دارند.

مقاومت نوع کربن

مقاومت های کربنی که عموماً از گرد کربن یا خمیر گرافیت کم توان ساخته می شوند، رایج ترین نوع مقاومت ها هستند. قیمت پایین این نوع باعث استفاده زیاد در مدارات شده است. مقدار مقاومت ها از مخلوط کربن رقیق شده یا گرافیت با سرامیک غیر رسانا (رس) حاصل میشود. نسبت ترکیب گرد کربن با سرامیک (رسانا با غیر رسانا) مقدار مقاومت را تعیین میکند. به این ترتیب که نسبت بالاتر کربن مقاومت پایین تر به عبارت دیگر رسانش بالاتر به همراه خواهد داشت.

شکل این مقاومت به صورت استوانه ای است که دو اتصال فلزی در دو سر خود برای قرار گرفتن روی مدارات چاپی یا برقراری ارتباط دارد. همچنین پوشش لاکی و نوارهای رنگی روی بدنه مقاومت وجود دارد که از این نوارهای رنگی برای مشخص کردن مقدار مقاومت استفاده میشود. مقاومت های کربنی جز مقاومتهای توان پایین و متوسط به شمار می آیند. این نوع مقاومت ها دارای القای مغناطیسی پایین هستند و در کاربردهای با فرکانس بالا کاربرد دارند. با این حال معایبی همچون نویز و عدم پایداری در شرایط گوناگون دمایی دارند.

عموما مقاومت های کربنی را با نماد CR (Carbon Resistor) نمایش میدهند به عنوان مثال CR10K که عدد نیز بیانگر مقدار مقاومت است. مقاومت های کربنی در سه بسته بندی E6، E12 و E24 در دسترس هستند که به ترتیب دارای ضریب خطا یا تلرانس ۲۰+-%، ۱۰+-% و ۵+-% هستند. توان های رایج این سری از مقاومت ها از ¼ وات یا ۰٫۲۵ وات تا بیشتر از ۵ وات می باشد. دقت پایین این مقاومت باعث شده در کاربردهای با دقت بالا کمتر استفاده شوند.

مقاومت ترکیبی کربن یک مقاومت قدرتی از نوع کم تا متوسط است که از اندوکتانس پایینی دارد که این ویژگی آنها را برای کاربردهایی در فرکانس بالا ایده آل می‌کند اما در صورت گرم شدن می‌توانند از نویز و پایداری آسیب ببینند. انواع مقاومت های ترکیبی کربن خیلی ارزان هستند و در نتیجه بسیار گسترده در مدارات الکتریکی استفاده می‌شوند. اگرچه بخاطر پروسه ساخت آنها، مقاومت های نوع کربن دارای قدرت تحمل بسیار بالایی هستند در نتیجه برای مقاومت های با اهم بالا و گران قیمت مقاومت های نوع فیلم استفاده می‌شود.

طول مسیر عایق مقاومتی واقعی در مقاومت در سری شدن اندوکتانس با مقاومت DC “ظاهری” مشارکت کرده و منجر به یک مسیر امپدانس کلی  Z اهم می‌شود. امپدانس (Z) یک مقدار ترکیبی از مقاومت (R) و اندوکتانس (X) است که در مقیاس اهم اندازه گیری می شود و برای مدار AC بصورت Z^{2}=X^{2}+R^{2} است. زمانی که در مدارهای AC استفاده می‌شوند این مقدار اندوکتانس با فرکانس تغییر می‌کند (راکتانس القایی X_{L}=2Pi fl) و در نتیجه، مقدار کلی مقاومت نیز تغییر می‌کند. راکتانس القایی با فرکانس افزایش می یابد اما در DC صفر است (فرکانس صفر) و اینکه مقاومت های سیم پیچی نباید در AC یا مدارهای نوع تقویت کننده طراحی یا بکار روند زیرا که فرکانس دو سر مقاومت تغییر می‌کند. اگر چه مقاومت نوع سیم پیچی غیر القایی ویژه نیز موجود است.

نماد (WH) یا (W) به عنوان پیشوند برای انواع مقاومت های نوع سیم پیچی بکار می‌رود (برای مثال WH10Ω) و در بسته بندی های آلومینیومی WH( با قدرت تحمل pm 1 %،   pm 2 %،   pm 5 %و   pm 10 %) یا بسته بندی لعاب شیشه ای W (قدرت تحمل  pm1 % ،  pm 2 %  ،  pm 5 % ) با رنج توان از 1 وات تا 300 وات یا بیشتر در دسترس هستند.

مقاومت نوع سیم پیچی

نوع دیگر از مقاومت که مقاومت سیم پیچی خوانده می‌شود توسط پیچاندن سیم آلیاژ فلزی نازک (نیکروم) یا سیم مشابه بر روی بدنه سرامیک عایق بندی شده درشکل یک حلقه مارپیچی مشابه با مقاومت نوع فیلم که بالا آورده شده، ساخته شده است. این نوع از مقاومت ها عموماً تنها در مقادیر اهمیک دقیق خیلی پایین (از 01/0اهم تا 100 کیلو اهم) موجود هستند که اندازه سیم و تعداد چرخش های ممکن بر روی بدنه، آنها را برای استفاده در اندازه گیری مدار ها و کاربردهای پل وستون مناسب میکند. مقاومت های نوع سیم پیجی توانایی مدیریت جریان های الکتریکی خیلی بالا نسبت به دیگر مقاومت ها با همان مقدار اهم با رنج توان بیشتر از 300 وات را دارند. این مقاومت های توان بالا بر بدنه هیت سینک آلومینیومی با دسته هایی که برای افزایش مساحت سطح کلی شان به آنها وصل شده، فشرده یا شکل می‌گیرند که این افت دما و خنک سازی را تسریع می‌کند.

به این نوع به خصوص از مقاومت ها به دلیل اینکه برای سوار شدن فیزیکی بر روی هیت سینک ها یا صفحات فلزی برای از بین بردن گرمای تولید شده طراحی شده اند، “مقاومت های سوار بر شاسی” می گویند. سوار کردن این مقاومت ها بر روی  هیت سینک قابلیت حمل جریان آنها را  بیشتر از قبل افزایش می‌دهد. نوع دیگری از مقاومت سیم پیچی ”مقاومت سیم پیچی قدرتی” است. نوعی از مقاومت های توان بالای غیر هدایت پذیر با محدوده دمایی بالا هستند که عموما با لعاب شیشه ای یا لعاب اپوکس شیشه ای برای استفاده در کاربرد هایی از قبیل بانک های مقاومتی یا کنترل موتور/سروو موتور DC و ترمز پویا طراحی شده است.

سیم مقاومتی نارسانا حول سرامیک یا تیوب چینی پیچانده و با تلق نسوز برای جلوگیری از حرکت سیم های آلیاژ فلزی در هنگام داغ شدن پوشانده شده است. مقاومت های سیم پیچی در انواع مختلفی از مقاومت و رنج توان موجود است، کاربرد اصلی مقاومت سیم پیچ قدرتی در عناصر گرمایش الکتریکی جرقه برقی است که جریان الکتریکی عبوری ازآن را به گرما تبدیل می‌کند، بطویکه هر عنصر انرژی بیشتر از 1000 وات (1kw) را پخش می‌کند. از آنجایی که سیم مربوط به یک مقاومت سیم پیچی استاندارد بر روی یک کویل درون بدنه مقاومت پیچانده شده است، آن مانند یک القاگر عمل میکند و باعث برابری اندوکتانس با مقاومت می‌شود. این امر با ایجاد شیفت فاز در فرکانس های بالا میشود و به ویژه در مقاومت هایی با اندازه بزرگ بر نحوه رفتار مقاومت در مدار های AC اثر می‌گذارد.

مقاومت الکتریکی نوع فیلم

اصطلاع عمومی “مقاومت الکتریکی نوع فیلم” شامل انواع مقاومت فلزی فیلم و کربنی و فیلم متال اکسید است که عموماً توسط رسوب فلزات خالص مانند نیکل، یا فیلم اکسید مانند قلع اکسید روی بستر یا میله سرامیکی عایق ساخته می‌شوند. مقدار مقاومتی مقاومت، توسط افزایش ضخامت مطلوب فیلم ته نشین شده که به آنها نام “مقاومت نوع فیلم-ضخیم” یا “مقاومت نوع فیلم-نازک” را می‌دهیم کنترل می‌شود. بعد از اینکه ته نشین شد از لیزر برای برش بسیار دقیق الگو شیار مارپیچ این فیلم استفاده می‌شود.­

برش فیلم، درای تاثیر افزایش هدایت پذیری یا مسیر مقاومتی است و کمی شبیه به گرفتن طول بلند از سیم صاف و در آوردن آن به شکل سیم پیچ است. این روش ساخت، اجازه نزدیکی بیشتر مقاومت ها از نظر قدرت تحمل(1% یا کمتر) را در مقایسه با انواع مقاومت های ترکیبی کربن ساده می‌دهد. قدرت تحمل یک مقاومت، تفاوت بین مقدار ترجیحی (100اهم) و مقدار تولید شده واقعی آن (103.6 اهم) است و بصورت درصد بیان می‌شود برای مثال 5%،10% و غیره  و در مثال ما قدرت تحمل واقعی 6/3 % است.

مقاومتهای متال فیلم دارای پایداری بهتری از نظر دما نسبت به نوع کربن هستند نویز پایین دارند و عموما برای فرکانس های بالا یا کاربردهای فرکانسی رادیویی بهتر هستند. مقاومت های متال اکسید دارای قابلیت جریان موجی بالا با رنج دمای  بسیار بالاتر از مقاومت های متال فیلم هستند. نوع دیگر از مقاومت نوع فیلم که عموماً به صورت مقاومت فیلم ضخیم شناخته می‌شوند توسط ته نشین شدن خمیر رسانای خیلی ضخیم تر از سرامیک و فلز که سرمت cermet نامیده می‌شود بر بستر سرامیکی آلومینیومی ساخته می‌شود. مقاومت های سرمت دارای ویژگی های مشابهی با مقاومت های متال فیلم است و عموما برای ساخت مقاومت های نوع تراشه سوار بر صفحه، شبکه های چند مقاومتی در یک بسته برای Pcb ها و مقاومت های فرکانس بالا استفاده می‌شوند. آنها دارای پایدارای دمای بهتر و نویز پایین و رنج ولتاژ بهتری هستند اما جریان موجی پایینی دارند.

مقاومت الکتریکی سیمی

مقاومت های سیمی یکی از انواع مقاومت‌های الکترونیکی هستند که با استفاده از سیم‌های فلزی دارای مقاومت ساخته می‌شوند. به علت اینکه مقدار مقاومت این مقاومت‌های به طول سیم پیچیده شده بستگی دارد، با این روش می‌توان مقاومت‌هایی با مقادیر دقیق ساخت. مقاومت‌های سیمی دارای دو دسته قدرتی و دقیق هستند. دسته قدرتی (Power Wire wound Resistors) با رنج توانی ۲-۳۰۰ وات می تواند محدوده جریانی بسیار زیادی را از خود عبور دهد و دسته دقیق (Precision Resistors) که دارای توان های زیر ۲ وات (رنج ۰٫۲۵-۲ وات) و در نتیجه دارای تلرانس پایینتری هستند و نمی‌توانند میزان جریان بالایی را عبور دهند.

مقاومت‌های وات بالا (High-Wattage) را می‌توان با پیچیدن سیم‌های ضخیم ساخت. این نوع از مقاومت‌ها را نمی‌توان در مدارهای فرکانس بالا استفاده نمود زیرا در صورت استفاده، در فرکانس‌های بالا سیم پیچیده شده خاصیت سلفی پیدا خواهد نمود و باعث ایجاد اختلال در عملکرد مدار خواهد شد. این نوع مقاومت ها به دلیل ماهیت سیم پیچی که دارند نباید در مدارات فرکانس بالا استفاده شوند چرا که ممکن است دارای خاصیت سلفی شده و عملکرد مدار را مختل کنند.

این نوع مقاومت ها دارای بدنه فلزی برای خنک کنندگی و توان بسیار بالا هستند. نوع دیگری از مقاومت، مقاومت های سیمی یا WIREROUD می باشد که با پیچیدن سیمی از آلیاژ فلز (NICHROME) به دور سرامیک به صورت مارپیچ حاصل میشود. این نوع مقاومت ها عموما مقادیر پایین در حد ۰٫۰۱ تا ۱۰۰ کیلو اهم دارند. مقدار مقاومت با افزایش تعداد دور سیم پیچ افزایش مییابد و در مدارات اندازه گیری و پل واتسون کاربرد دارد.

از آنجایی که مقاومت در یک بسته آلومینیومی بزرگ تعبیه شده است به این نوع مقاومت ها مقاومتهای تعبیه شده روی شاسی یا CHASIS MOUNTED نیز گفته میشود و در کاربردهای توان بالا بسیار کاربرد دارد. بدنه فلزی این مقاومت ها به عنوان هیت سینک استفاده میشود و نقش خنک کنندگی دارند. نوع دیگر مقاومت سیمی مقاومت سیمی توان است که قابلیت راه اندازی در دمای بالا را دارند. این نوع مقاومت سیم عموما در محفظه ای شیشه ای یا لعابی ساخته میشوند که در بانک های مقاومتی، کنترل و مدارات ترمز موتورهای DC و سروو استفاده میشوند.

پوششی از میکا به دور سیم های موجود در ساختار این مقاومتها وجود دارد که از گرم شدن بیشتر انها جلوگیری میکند. مقاومت های سیمی در انواع مختلف توانی در دسترس هستند. به دلیل ساختار مارپیچی، این نوع مقاومت ها علاوه بر خاصیت مقاومتی، خاصیت سلفی یا خودالقایی دارند و در فرکانس های بالا امکان ایجاد اختلاال در سیگنالها را وجود دارد. این خاصیت در مقاومتهای بالاتر بیشتر میشود. مقاومت های سیمی را با نماد WH و W (به عنوان مثال WH10) نمایش میدهند که در پکیج های آلومینیومی (تلرانس ۱+-%، ۲+-%،۵+-% و ۱۰+- ) و شیشه ای (با تلرانس ۱+-%، ۲+-% و ۵+-%) در بازه توانی بین ۱ وات تا ۳۰۰ وات و حتی بیشتر وجود دارد.

در بعضی از انواع این نوع مقاومت‌ها با تغییر مدل پیچش سیم این اشکال هم رفع شده است که روش پیچیدن به صورت دولایی یا بی فیلار (bifilar) می‌باشد. مقاومت‌های سیمی قدرتی معمولا با یک محفظه سرامیکی پوشیده می‌شوند که در این حالت به آن ها مقاومت آجری سرامیکی (Cement Resistors) نیز گفته می‌شود. گاهی از مقاومت‌های سیمی در مدارات به عنوان یک مقاومت فیوزی (fusible resistors) استفاده میشود چرا که در حالت عادی مانند یک مقاومت عمل می‌کند و درصورتیکه جریان بیش از حد مجازی به آن وارد شود مانند یک فیوز عمل کرده و قطع می شود.

مقاومت نیمه هادی

این نوع مقاومت ها فرکانس های بالا و فن آوری فیلم نازک با کیفیت بالایی دارند. انواع مختلفی از مقاومت های ثابت و متغیر در گروه بندی ذکر شده در سبک های گوناگون ساخت وجود دارند که ویژگی های، مزایا و معایب خاص خود را دارند. بررسی انواع مختلف مقاومت ها بسیار زمان گیر است و در ادامه تنها به انواع رایج تر آنها خواهیم پرداخت.

مقاومت فیلم فلزی  (Metal Film Resistor)

نوع دیگر از مقاومت های فیلم که با مقاومت های فیلم ضخیم هم شناخته میشوند، دارای لایه ضخیم تری از خمیر سرامیک و فلز به نام CERMET (CERamic METal) روی بستر آلومینیومی هستند. مقاومت های سرمت دارای خصوصیات مشابه مقاومت فیلم فلز هستند و عموما در ساخت مقاومتهای سطحی یاSMD، شبکه های چند مقاومتی در یک پکیج در مدارات چاپی PCB و فرکانس های بالا استفاده میشوند. (خرید مقاومت SMD) مقامت سرمت پایداری حرارتی بالا، نویز پایین و نرخ ولتاژی بالا دارند ولی در برابر جریان های لحظه ای بالا ضعیف هستند.

مقاومت های فیلم فلزی با علامت MFR (Metal Film Resistor) نمایش داده میشوند و به عنوان مثال MRF100K بیان گر مقاومتی با مقدار ۱۰۰ کیلو اهم از نوع فیلم فلزی است این درحالی است که مقاومت فیلم کربنی را با علامت CF نمایش میدهند. مقاومت های فیلم در استانداردهای E24 (تلرانس ۵-+%، ۲-+%) و E96 (تلرانس ۱-+% ) و E192 (تلرانس -+۵%، ۰٫۲۵+-% و ۱+-% )در بازه توانی ۰٫۰۵ وات تا ½ وات در دسترس هستند. به طور کلی از مقاومت های فیلم در کاربردهای کم توان استفاده میشود.

مقاومت فیلم یا سرمت cermet از اکسید فلز ساخته میشوند و ولتاژ کاری پایینی دارند. این نوع مقاومت بسیار به مقاومت‌های کربنی شباهت دارد و عمده تفاوت آن با مقاومت کربنی در میزان دقت آن است، این نوع مقاومت‌ها با تلرانس‌های %۰٫۵ ، ۱% ، ۲% دقت بیشتری نسبت به مقاومت‌های کربنی دارند و به علت نویز کم و کمی تاثیر دما بر آنها می‌توانند برای زمان طولانی با دقت قابل قبولی کار کنند.

مقاومت های فیلم فلزی از نظر شکل ساختمان مانند مقاومت‌های فیلم کربن هستند با این تفاوت که به جای فیلم کربن از فیلم فلز استفاده می‌شود. این نوع مقاومت‌ها زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که دقت بیشتری نیاز داشته باشیم. نیکل کروم یا نیکروم ( Ni-Cr ) معمولا به عنوان ماده اصلی در ساخت فیلم فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. کدهای رنگی روی مقاومت نشان‌دهنده مقدار مقاومت است. مقاومت‌های معمولی دارای چهار رنگ هستند که سه رنگ اول آن مقدار مقاومت و رنگ چهارم میزان تلرانس مقامت است. مقاومت‌های کربنی با ۵ رنگ (۵-band color code) و ۶ رنگ (۶-band color code) نیز وجود دارند. تصویر زیر به درک بهتر این موضوع کمک می‌کند.

مقاومت های فیلم فلزی دارای پایداری حرارتی بالاتری نسبت به مقامت های کربنی هستند. این موضوع باعث کاهش نویز میشود و در کاربردهای فرکانس بالا یا فرکانس رادیوی مناسب تر است. مقاومت های فیلم اکسید فلزی در مقایسه با فیلم فلزی سازگاری بهتری با جریانهای بالا دارند و در ضمن نرخ حرارتی بالاتری دارند.

مقاومت لایه‌ای

مقاومت لایه‌ای ترکیبی از مقاومت های سیمی و کربنی است، که به علت مقدار دقیق‌تر همراه با هزینه مناسب‌تر را پیش روی طراح قرار می دهد.

مقاومت آرایه ای یا شبکه ای

مقاومت آرایه‌ای در حقیقت شامل مجموعه‌ای از مقاومت‌ها است که در داخل یک پکیج قرار گرفته‌اند. علت این کار کاهش مصرف فضای مورد نیاز است. معمولا در اکثر مقاومت‌های آرایه‌ای پایه اول، پایه مشترک تمام مقاومت‌ها است، از این نوع مقاومت‌ها می‌توان به سادگی به عنوان مقاومت بالاکش (pull up) یا پوش داون (push down) ورودی و خروجی مدارات منطقی بهره جست. همچنین در مدارهایی که نیاز به محدود کردن جریان تعدادی LED  دارید می‌توانید از این مقاومتها استفاده نمایید.

در اغلب مقاومت‌های آرایه‌ای یا شبکه‌ای، اولین پایه، پایه مشترک و سایر پایه‌ها هر یک، یک مقاومت هستند اما نوع دیگری از این مقاومت ها تحت عنوان مقاومت های آرایه ای ۴S وجود دارد که هر ۲ پایه تشکیل یک مقاومت مجزا را می‌دهند (تصویر سمت راست بالا) و بر خلاف نوع معرفی شده دارای پایه مشترک نیستند. برای خرید مقاومت آرایه ای کافیست نام محصوصل مورد نظر را در فروشگاه جستجو کنید.

مقاومت الکتریکی فیلم کربن

عبارت مقاومت فیلم شامل فیلم فلز، فیلم کربن و اکسید فلز است. این نوع مقاومت شامل لایه ای نازک از فلزات مانند نیکل یا اکسید فلزات مانند اکسید قلع است که روی بستر سرامیکی عایق ساخته میشوند. مقدار مقاومت با افزایش ضخامت لایه مذکور افزایش میابد.

با توجه به ضخامت فیلم یا لایه موردنظر دو دسته بندی مقاومت لایه نازک و مقاومت لایه ضخیم هم رایج است. پس از مرحله لایه نشانی به کمک لیزر شیارهای مارپیچی روی نوار یا لایه ایجاد میکنند. برش فیلم به کمک لیزر باعث افزایش هدایت میشود. این روش ساخت امکان ساخت مقاومت های با تلرانس یا درصد خطای کمتر از ۱ درصد را فراهم میکند. این مقدار در مقایسه با مقاومت های کربنی بسیار مناسب است.

مقاومت‌های متغیر

پتانسیومتر و رئوستا هر دو از خانواده مقاومت‌های متغییر محسوب می‌شوند، با این تفاوت که از پتانسیومتر برای کنترل ولتاژ یا پتانسیل و از رئوستا برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر رئوستا همان پتانسیومتر است با این تفاوت که در رئوستا یکی از پایه های ثابت آزاد می‌ماند.

پتانسیومتر (Potentiometer)

پتانسیومتر نوعی مقاومت است که بر خلاف مقاومت‌های رایج، ۳ پایه دارد. ساختمان یک پتانسیومتر به این صورت است که دو ترمینال در طرفین مقاومت وجود دارد، بین این دو ترمینال یک المان دارای مقاومت مشخص وجود دارد که مقاومت آن برابر با مقدار درج شده روی پتانسیومتر است و مادامی که پتانسیومتر سالم باشد این مقدار ثابت خواهد ماند (در خرید پتانسیومتر ۱۰ کیلویی، در حقیقت مقاومت بین این دو پایه تقریبا ۱۰ کیلو اهم خواهد بود) پایه سوم که بین دو پایه دیگر قرار دارد دارای یک کنتاکت لغزنده است که بر روی المان مقاومتی که دو ترمینال را به هم وصل کرده است می‌لغزد. با تغییر مکان کنتاکت متحرک، مقاومت پایه وسط نسبت به پایه کناری تغییر می‌نماید.

پتانسیومتر ها از نظر کاربرد دارای ا نواع مختلفی هستند. نوعی از پتانسیومتر ها برای استفاده کاربر در مدار قرار داده می شوند مانند پتانسیومتر ولوم رادیو ( قطعه ای که در ایران به نام ولوم می شناسند ) و برخی برای استفاده سازندگان و تعمیرکاران است مانند برخی پتانسیومتر هایی که بر روی برد مدار چاپی و در داخل جعبه قرار گرفته است و یکبار توسط سازنده تنظیم می شود و از آن پس نباید مقدار آن تغییر کند.

اغلب پتانسیومتر ها دارای زاویه چرخش تقریبی ۳۰۰ درجه هستند اما نوعی از پتانسیومترها که برای دقت بیشتر به کار می‌روند مولتی ترن نامیده می‌شوند. مولتی ترن ها دارای زاویه چرخشی بیش از یک دور هستند که با توجه به مدل مولتی ترن بین ۲ دور الی ده ها دور متغیر است.

پتانسیومترها از نظر شکل نیز انواع مختلفی مانند پتانسیومتر ایستاده، خوابیده، تریمر دارند، اما وجه تشابه همگی نحوه‌ عملکرد آنهاست. برخی از پتانسیومترها نیز ممکن است دوبل باشند به این معنی که به جای ۳ پایه دارای ۶ پایه باشند. در اینگونه پتانسیومترها در حقیقت دو پتانسیومتر مجزا با یک محور مشترک در یک پکیج قرار گرفته اند و دلیل استفاده از این پتانسیومترها، تغییر همزمان دو پتانسیومتر است مانند کم و زیاد کردن صدا در سیستم‌های استریو (دو کانال).

رئوستا (rheostat)

رئوستا دارای یک المان مقاومتی، یک کنتاکت متحرک و یک کنتاکت ثابت است که در مدارهای الکتریکی جهت تغییر جریان (دست یابی به جریان دلخواه) به کار می رود.

مقاومت های غیر خطی

مقاومت‌های وابسته، نوعی مقاومت متغیر هستند که مانند مقاومت‌های معمولی دارای ۲ پایه هستند، اما مقاومت آنها معمولا با توجه به یکی از پارامترهای محیطی مانند دما، رطوبت، نور، مغناطیس، ولتاژ و … تغییر می کند.

مقاومت وابسته به حرارت (Temperature Dependent Resistor) یا ترمیستور (Thermistor)

مقدار مقاومت های وابسته به حرارت یا ترمیستور، با تغییرات دما تغییر می کند. این نوع مقاومت ها خود دارای دو نوع PTC و NTC هستند.

PTC

مقاومت PTC که مختصر شده عبارت(Positive Temperature Coefficient)  است، به معنی ضریب دمای مثبت می باشد. مقاومت این قطعه با افزایش دما، افزایش می‌یابد. مقدار مقاومت‌های PTC را در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد مشخص کرده و علاوه بر آن، دمایی را که در آن مقاومت PTC دو برابر می‌شود، قید می‌کنند. به این دما، دمای سوئیچ می‌گویند. برای خرید PTC متناسب با پروژه خود، می توانید از کارشناسان فنی دیجی قطعه کمک بگیرید.

NTC

مقاومت NTC درست بر عکس PTC دارای ضریب دمای منفی (Negative Temperature Coefficient) می‌باشد که مقاومت آن با افزایش دما، کاهش می‌یابد.

مقاومت وابسته به نور LDR(Light Dependent Resistor)

مقاومت های وابسته به نور و یا فتورزیستور، با شدت نور تغییر مقدار می دهند یعنی هر چه نور بیشتری به آن تابیده شود مقدار مقاومت کمتری خواهند داشت (مقاومتی در حدود ده اهم) و هر چه نور کمتری به آن برسد به مقدار مقاومت بیشتری حتی تا صدبرابر خواهد رسید (مقاومتی در حدود مگااهم)، برای اینکه نور بتواند بر این نوع مقاومت اثر بگذارد سطح آن را با شیشه و یا پلاستیک شفاف می پوشانند. معمولا از این مقاومت در ساخت فوتوسل ها و یا به عنوان تشخیص دهنده نور (نور سنج) در برخی مدارها استفاده می شود.

این مقاومت ها دارای ۲ صفحه فلزی جدا از هم هستند که بین این دو صفحه رسانا، یک خط نازک از جنس کادمیوم سولفید وجود دارد، با تابش نور به این ماده، مقاومت بین دو صفحه رسانا کم می شود به گونه ای که در فضاهای تاریک مقاومت این قطعه معمولا چند صد برابر مقاومت آن در فضاهای پر نور است. از این مقاومت در ساخت فوتوسل ها یا به عنوان سنسور نور در برخی دستگاه ها استفاده می شود.

مقاومت وابسته به ولتاژ یا وریستور (VDR –Voltage Dependent Resistors)

مقاومت وابسته به ولتاژ یا واریستور (Varistor)  معمولاً برای برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و محافظت مدار در مقابل ولتاژ استفاده می‌شوند البته واریستورها به پلاریته ولتاژ اعمال شده وابسته نیستند که این موجب می‌شود برای استفاده در مدارات AC مناسب باشند. وریستور یک نوع مقاومت حساس به ولتاژ است. مقاومت وابسته به ولتاژ با افزایش ولتـاژ اعمـالی کـاهش مـی‌یابد. ولتاژ و مقدار مقاومت در وریستور با هم رابطه‌ عکس دارند بدین صورت که با افزایش ولتاژ دو سر قطعه، مقاومت آن کاهش می‌یابد البته رفتار این قطعه خطی نیست و در قسمت‌هایی از نمودار در حالی که ولتاژ افزایش پیدا می‌کند، جریان ثابت باقی خواهد ماند.

از وریستور برای محافظت از مدار در برابر اور ولتاژهای (Over Voltage) زودگذر ناخواسته استفاده می‌شود. یکی از اور ولتاژ های زود گذر، تخلیه الکتریسیته ی ساکن است، وریستور می‌تواند به خوبی جریان‌های گذرا (Transient)  را از خود عبور دهد بی آن که خود دچار آسیبی شود. وریستور ها دارای ولتاژهای فعال سازی (Triger)  متفاوت هستند و انتخاب وریستور با ولتاژ تریگر مناسب، می‌تواند مدار ما را در برابر برخی ولتاژ های ناخواسته محافظت نماید. از وریستور در برق قدرت و پست های نیروگاهی نیز برای حفاظت شبکه استفاده می کنند.

مقاومت های وابسته به میدان مغناطیسی MDR (Magnetic Dependent Resistor)

مقدار این نوع از مقاومت ها همراه با اعمال میدان مغناطیسی به شیوه ای تغییر می کند که اگر دما افزایش یابد، مقاومت آن ها کاهش می یابد چراکه در ساخت این نوع از مقاومت ها از نیمه هادی هایی با ضریب حرارتی منفی استفاده شده است.

خلاصه مقاومت الکتریکی چیست

شدت و میزان مقاومتی این قطعه، توانایی آن در محدود کردن شارش جریان در واحد اهم(Ω ) در محدوده ای کمتر از 1 اهم تا میلیون ها اهم (مگا اهم) است. مقاومت ها میتوانند دارای مقدار ثابت برای مثال 100 اهم(100Ω)  یا متغیر از 0 تا 100Ω باشند. مقاومت همیشه دارای مقدار مقاومتی یکسانی است و فر قی نمی‌کند که چه فرکانسی از منبع تغذیه DC تا فرکانس های خیلی بالا به آن اعمال می‌شود و تمام مقاومت ها در یک چیز مشترک هستند و آن این است که مقدار مقاومتی آنها در اهم در مدار طبیعتا همیشه مثبت خواهد بود و هیچگاه منفی نخواهد شد.

انواع مختلف مقاومت از نظر نحوه ساخت، قیمت، درصد خطا و توان وجود دارد. مقاومت برای کنترل و تنظیم جریان در مدار و حتی برای کاهش و کنترل ولتاژ استفاده میشود. مقدار مقاومت بر حسب اهم بیان میشود که با نماد ۰۰ نمایش داده میشود. مقاومت میتواند مقداری در حدود کمتر از یک تا چند میلیون اهم داشته باشد. از نظر نوع مقاومت ها به دو نوع ثابت و متغیر بیان میشود. مقاومت ها مقدار ثابتی دارند که این مقدار با تغییر فرکانس نیز ثابت هست به عبارت دیگر مقدار مقاومت مستقل از فرکانس است و از طرف دیگر مقاومت همیشه مقداری مثبت خواهد داشت و در عمل مقاومت منفی وجود ندارد. مقاومت ها در بیشتر مدارات الکترونیکی وجود دارند و جزو پر مصرف ترین عناصر الکترونیکی به شمار می آیند.