فنی مگ
0

مقاومت چیست؟ بررسی انواع، کاربرد، روش کار و ساختار مقاومت

مقاومت چیست
بازدید 690

مقاومت الکتریکی یکی از پایه‌ای‌ترین و کاربردی‌ترین اجزا در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است. بدون مقاومت، جریان الکتریکی به راحتی در مدار جاری شده و تمام وسایل برقی دچار آسیب می‌شوند؛ اما مقاومت با ایجاد محدودیت و ممانعت در برابر عبور جریان، از وسایل در برابر جریان بیش از حد محافظت می‌کند. در این مقاله به بررسی انواع مقاومت، کاربردهای متنوع آن‌ها در دنیای الکترونیک، نحوه عملکرد و ساختار داخلی آن‌ها می‌پردازیم تا با این عنصر پایه‌ای و حیاتی بیشتر آشنا شویم.

همراه ما باشید تا درباره مقاومت بیشتر بدانیم و بفهمیم چرا این عنصر کوچک، نقشی غیرقابل انکار در دنیای الکترونیک ایفا می‌کند.

مقاومت چیست؟

مقاومت الکتریکی یکی از اجزای اصلی در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است که میزان مخالفت عنصر با عبور جریان الکتریکی را نشان می‌دهد؛ به عبارت دیگر، مقاومت الکتریکی نشان دهنده میزان سختی یا سهولت عبور جریان الکتریکی از یک ماده است.

مقاومت الکتریکی با ایجاد محدودیت و ممانعت در برابر حرکت الکترون‌ها، مانع از عبور بی‌رویه جریان در مدار می‌شود و جریان را کنترل می‌کند. هرچه مقدار مقاومت بیشتر باشد، میزان جریان عبوری از آن کمتر خواهد بود. واحد مقاومت الکتریکی در سیستم بین‌المللی اهم (Ω) است. مقاومت‌ها از موادی مثل کربن، متال اکسید، سیم‌پیچ و مواد دیگر ساخته می‌شوند. مقاومت ثابت و متغیر دو نوع اصلی مقاومت هستند که کاربردهای متفاوتی دارند. مقدار مقاومت الکتریکی بستگی به خصوصیات فیزیکی ماده، اندازه و شکل آن دارد.

مقاومت چگونه کار می‌کند؟

مقاومت در مدارهای الکتریکی برای کنترل جریان استفاده می‌شود. مقاومت به دو سر مدار متصل می‌شود و باعث کاهش شدت جریان الکتریکی می‌شود. این کاهش شدت جریان به دلیل ایجاد مقاومت در برابر جریان الکتریکی است که از آن عبور می‌کند. 

مقاومت‌ها با ایجاد محدودیت در برابر حرکت الکترون‌ها اثر خود را اعمال می‌کنند. هرچه مقاومت یک عنصر بیشتر باشد، میزان ممانعت آن در برابر عبور جریان الکتریکی بیشتر است. وقتی جریان الکتریکی از یک مقاومت عبور می‌کند، براثر برخورد الکترون‌های در حال حرکت با اتم‌های ماده مقاومت، انرژی آن‌ها به گرما تبدیل می‌شود. هرچه مقاومت بیشتر باشد، تعداد برخوردها و میزان اتلاف انرژی و تولید گرما بیشتر است.

در مقاومت‌های ثابت، مقدار مقاومت تغییر نمی‌کند؛ اما در مقاومت‌های متغیر، بسته به ولتاژ اعمالی یا شرایط محیطی، مقاومت تغییر می‌کند. مقدار مقاومت به عواملی مانند ضخامت و طول سیم، نوع ماده‌ای که سیم از آن ساخته شده است، دما و فرکانس جریان الکتریکی وابسته است. در کاربردهای مختلف، مقاومت می‌تواند به عنوان یک عنصر کنترلی برای کنترل جریان، ولتاژ یا توان استفاده شود.

ساختار مقاومت چگونه است؟

ماده مقاومتی معمولاً از فلزاتی مانند مس، نیکل، کروم و آلومینیوم ساخته می‌شود. برای ساخت مقاومت الکتریکی، ماده مقاومتی به شکل یک سیم یا یک فیلم روی یک پایه سرامیکی قرار می‌گیرد. سپس دو سر این سیم یا فیلم به دو پایه فلزی متصل می‌شوند که به عنوان سر ترمینال‌ها شناخته می‌شوند. مقدار مقاومت الکتریکی به وابستگی از ماده مقاومتی، ضخامت و طول سیم یا فیلم و دمای محیط تعیین می‌شود. مقاومت الکتریکی با افزایش طول سیم یا فیلم و کاهش ضخامت آن افزایش می‌یابد. همچنین، با افزایش دمای محیط، مقاومت الکتریکی کاهش می‌یابد.

انواع مقاومت الکتریکی

هر نوع مقاومت الکتریکی برای کنترل جریان و ولتاژ در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود و بسته به نوع مدار و نیازهای آن، از یک نوع خاص استفاده می‌شود.

مقاومت‌ها ازلحاظ ساختاری به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

1- مقاومت‌های ثابت

  • مقاومت کربنی: از لایه نازکی از کربن تشکیل شده‌اند. برای کنترل جریان در مدارهای الکتریکی کوچک استفاده می‌شود.
  • مقاومت سیم‌پیچ: سیم مفتولی روی یک محور پیچیده شده است.
  • مقاومت فلزی: این نوع مقاومت از یک سیم فلزی تشکیل شده است و برای کنترل جریان در مدارهای بزرگ‌تر برای کنترل جریان در مدارهای با توان بالا استفاده می‌شود.

2- مقاومت‌های متغیر

  • ترمیستور: مقاومت این قطعه بسته به دما تغییر می‌کند.
  • فتومقاومت: با تغییر شدت نور تابیده شده مقاومت تغییر می‌کند.
  • پتانسیومتر: شامل یک مقاومت متغیر و یک شانه‌متحرک است ساختار داخلی مقاومت‌ها بسته به نوع و کاربرد آن‌ها متفاوت است. این نوع مقاومت برای تنظیم ولتاژ و جریان در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود.

3- مقاومت نصب سطحی

مقاومت نصب سطحی به عنوان یکی از روش‌های نصب قطعات الکترونیکی بر روی صفحات مدار چاپی (PCB) استفاده می‌شود. در این روش، قطعات الکترونیکی به صورت مستقیم بر روی سطح PCB نصب می‌شوند، بدون استفاده از سوراخ‌های نصب (Through-hole) که در روش نصب سوراخی (Through-hole mounting) استفاده می‌شوند. 

مقاومت‌های نصب سطحی دارای دو پایه هستند که به صورت مستقیم بر روی سطح PCB نصب می‌شوند. این نوع مقاومت‌ها از نظر اندازه و شکل با مقاومت‌های سوراخی متفاوت هستند و برای استفاده در مدارات الکترونیکی با فضای محدود یا در مداراتی که نیاز به سرعت بالا دارند، مناسب هستند. 

در مقایسه با مقاومت‌های سوراخی، مقاومت‌های نصب سطحی دارای اندازه کوچک‌تر، وزن کمتر و قابلیت جایگزینی و تعویض آسان‌تر هستند. همچنین، این نوع مقاومت‌ها در مدارات با فرکانس بالا، کمتر از مقاومت‌های سوراخی نویز تولید می‌کنند.

عکس مقاومت

کاربرد مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت الکتریکی یکی از اجزای اساسی مدارهای الکتریکی است که برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌شود. مقاومت الکتریکی به عنوان یک مانع برای جریان الکتریکی عمل می‌کند و با ایجاد مقاومت در مدار، جریان الکتریکی کنترل می‌شود. این مقاومت می‌تواند به صورت یک قطعه الکتریکی جداگانه یا به صورت یک بخش از یک قطعه الکتریکی بزرگ‌تر مانند یک مدار چاپی یا یک مدار مجتمع (IC) وجود داشته باشد. مقاومت الکتریکی در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلویزیون، رادیو، کامپیوتر، تلفن همراه و دستگاه‌های الکترونیکی دیگر استفاده می‌شود.

مقاومت‌ها در الکترونیک کاربردهای فراوانی دارند:

  • کنترل و محدود کردن جریان الکتریکی در مدارهای الکترونیکی
  • تنظیم ولتاژ در مدارهای الکترونیکی
  • تبدیل انرژی الکتریکی به گرما
  • ایجاد افت ولتاژ در مدارها
  • حفاظت از مدارها و تجهیزات در برابر ولتاژ و جریان بیش از حد
  • اتصال کوتاه و جلوگیری از آسیب‌دیدگی مدار
  • تنظیم ضرایب تقویت در آمپلی فایرها
  • تعیین مشخصات فرکانسی مدارهای الکترونیکی
  • ساخت انواع مدارهای الکترونیکی مثل تقویت‌کننده‌ها
  • استفاده در مدارهای خازنی، القایی و …

وات مقاومت چیست؟

وات مقاومت یکی از مشخصات مهم مقاومت‌هاست که نشان‌دهنده توان تلف‌شده روی مقاومت است. وات به دو عامل بستگی دارد:

  • مقدار مقاومت 
  • میزان جریان عبوری از مقاومت

هرچه مقدار مقاومت بیشتر باشد، برای عبور جریان از آن ممانعت بیشتری ایجاد می‌کند. همچنین هرچه جریان عبوری بیشتر باشد، توان تلف شده روی مقاومت نیز بیشتر خواهد بود. رابطه محاسبه وات مقاومت به صورت زیر است:

P = I2 × R

که در آن P وات مقاومت، I جریان عبوری (برحسب آمپر) و R مقدار مقاومت (برحسب اهم) است. وات مقاومت‌ها معمولاً روی بدنه آن‌ها درج شده است.

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *