کار و فناوری

کاربرد مقاومتهای الکتریکی در مدارات

مقاومتهای اهمی برای اضافه کردن مقاومت به مدارهای الکتریکی به کار می روند در اصل آنها اجسامی هستند که در مقابل عبور جریان از خود مخالفت نشان می دهند موادی که غالبا در مقاومتها به کار برده می شوند عبارتند از : کربن , آلیاژ مخصوصی از فلزاتی از قبیل نیکروم , نیکل کرم, کنستانتان و ... مقاومت اهمی را طوری به مدار می بندیم که جریان همانطور که از بار ( مصرف کننده) و منبع عبور می کند از آن هم عبور کند و در این صورت مقاومت کل مدار مجموع مقاومتهای بار الکتریکی , منبع ولتاژ ,مقاومتهای سیم های رابط و مقاومت اهمی است . توجه داشته باشید که فقط با اضافه کردن یک مقاومت اهمی مناسب به مدار می توان مقاومت کل مدار را به اندازه دلخواه تغییر داد.

مقادیری که روی مقاومتها می نویسند:

در روی بعضی از مقاومتها مقادیر جریان مجاز و مقادیر اهمی و تلرانس( ضریب خطا) آن نوشته می شود.

تلرانس: مشخصه اصلی هر مقاومت مقدار اهم مقاومتی است که دارد که آن را ( مقدار مقاومت) می نامند. و معمولا بر روی مقاومت نوشته می شود.مقداری که بروی مقاومت نوشته شده مقدار نامی آن است.. مقدار حقیقی  ممکن است کمی بیشتر یا کمی کمتر از مقدار نامی باشد . علت این امر آن است که مقاومت ها رامعمولا در کارخانه ها به صورت انبوه می سازند و مانند تمام تولیداتی که به این روش ساخته می شوند خطاهایی در آنها روی می دهد. برای به حساب آوردن این خطا  ضریب خطا ( تلرانس ) را نیز در روی مقاومت مشخص می کنند. تلرانس یک مقاومت معمولا به صورت درصد نوشته می شود و نشان می دهد که مقدار واقعی مقاومتها تا چه مقدار بیشتر یا کمتر از مقدارنامی آنها است.

تلرانس اغلب مقاومتها 5 , 10 و یا 20 درصد است. هر چه مقدار تلرانس بیشتر باشد اختلاف بین مقدار نامی و مقدار حقیقی مقاومت بیشتر می شود.

مثلا اگر مقدار یک مقاومت 100 اهم باشد و تلرانس آن 10% باشد مقدار حقیقی آن از رابطه زیر بدست می آید:

90اهم=10+100------ 10%---------100 اهم

جریان مجاز: وقتی از سیمی جریان الکتریکی عبور می کند سیم گرم می شودعلت این امر مقاومت سیمها است . هرچه این مقاومت بیشتر باشد گرمای بیشتری تولید می شود.

در یک مقاومت مواد تشکیل دهنده در حجم کوچکی متمرکز شده اند. لذا حرارت تولید شده توسط جریان الکتریکی نیز در مساحت کوچکی تولید می شود. در نتیجه دراتصال با مدار این قاومت ممکن است خیلی گرم شود . بنابراین مقاومت یا باید بتواند گرمای تولید شده را دفع کند و یا آن را به هوای اطراف انتقال دهد. در غیر این صورت  مقاومت صدمه می بیندو یا از بین می رود.

انواع مقاومتهای الکتریکی:

مقاومتها از نظر جنس و ساخت به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:

1-     مقاومتهای ترکیبی:ماده ی تشکیل دهند ه این مقاومتها اغلب پودر کربن می باشد. عنصر کربن مقاومتی معادل 2030 برابر مس دارد.لذا تنها مقدار کمی کربن کافی است که مقاومت زیادی تولید کند.و پودر کربن با جسم عایقی مخلوط می شود و در نتیجه مقدار مقاومت به نسبت کربن و الیاف استفاده شده بستگی دارد.

محاسن مقاومت ترکیبی : کوچک بودن جثه , سخت بودن و قیمت کم آن است. عموما مقاومتهای ترکیبی درمواردی که با شدت جریان های زیاد سروکار ندارند به کار می روند.

از معایب مقاومتهای ترکیبی این است که

 الف: نمی توان آنها را درمدارهای با جریان های زیاد به کار برد.

ب: نمی توان آنها  را به تقریب خطای کم تهیه کرد.

2-مقاومتهای سیم پیچی شده:

برای رفع دو نقص ذکر شده می توان با بهبود ساختمان مقاومت از طریق استفاده از عناصر مقاومتی حاصل از سیم های مقاومت دار به جای پودر کربن بر طرف کرد.که البته این امر سبب افزایش قیمت آن می شود. معمولا طول زیادی از سیم لازم است تا بتوان مقاومت زیادی تولید کرد. بدین خاطر سیم ها را دور یک هسته می پیچند . به مقاومتهایی که به این صورت ساخته می شوند مقاومت سیم پیچی شده می گویند .

دو نوع مقاومت سیم پیچی شده وجود دارد:

الف: نوع قدرتی: درمدارهای با جریان زیاد به کار می رود.

ب: نوع دقتی: زمانی استفاده می شود که مقاومت با تقریب خطای کم لازم است .

 هردو نوع فوق از طریق پیچیدن سیمی از آلیاژ  مخصوص به دور یک هسته ی عایق که روی آن با یک روپوش سرامیکی یا پلاستیکی  یا ماده عایق دیگ پوشیده است بدست می آید.

مقاومتهای سیم پیچی قدرتی معمولا از چند اهم تا چند کیلو اهم با تلرانس 10 و 20 درصد تولید می شوند و مقاومتهای دقیق در حدود یک اهم و با خطای کمتر از 0.1درصد می باشند.

۳-     مقاومتهای لایه‌ای: مقاومتهای لایه ای معمولا از رسوب دادن نوار نازکی از ماده‌ی مقاومت بر روی یک لوله‌ی سرامیکی یا شیشه‌ای درست می‌شوند.دو سیم رابط نیز برای اتصال مقاومت به مدار به پوششهای انتهای لوله وصل شده‌اند.و برای محافظت مقاومت نیز تمام آن را با ماده‌ی عایقی روکش می‌کنند. مقاومت لایه ای بر اساس جنس به کار رفته در لایه و ضخامت آن نام گذاری می‌شود.

تقسیم بندی مقاومتها از نظر نوع کار: مقاومتها از نظر نوع کاربرد به دو  دسته ی مقاومتهای ثابت و متغیر تقسیم بندی می‌شوند.

مقاومتهای ثابت: معمولا مقاومتهای ثابت دارای مقاومت معینی می‌باشند ولی بعضی از مقاومتهای ثابت  مقادیر مختلفی دارند این نوع مقاومتها به دو دسته‌ی مقاومتهای زبانه دار و قابل تنظیم تقسیم می‌شوند.

مقاومتهای متغیر: در بسیاری از وسایل الکترونیکی مقدار بعضی از مقاومتها باید مکررا تغییر کند به عنوان مثال پیچ ولوم رادیو , کنترل کننده روشنایی تلوزیون, تنظیم کننده های نور چراغ الکتریکی و یا کنترل کننده سرعت موتورهای الکتریکی مانند پنکه ها از این نوعند.

مقاومتهای متغیر دیگری وجوددارد مانند:

مقاومت متغیرVDR  که تا تغییر ولتاژ تغییر می کند.

مقاومت P.T.C زمانی که گرم می شود مقاومت آن زیاد می شود.

مقاومت N.T.C زمانی که گرم می شود مقاومت آن کم می شود.