0 تا 100 مقاومت الکتریکی (Resistor) تعریف ساده، انواع با مثال

مقاومت الکتریکی به زبان ساده به Resistor هم مشهور است و در واقع یک قطعه الکترونیکی است که یک مقاومت یا به اصطلاح Resistance الکتریکی مشخص، معین و ثابت دارد که توانایی محدود کردن جریان الکترون هایی که در یک مدار قرار دارد، را دارند. این نوع مقاومت ها قطعاتی پسیو هستند، پسیو به این معنا که فقط توانایی مصرف توان را دارند اما در تولید کردن آن ناتوان هستند.مقاومت الکتریکی به طور معمول به قسمت های اکتیو مدار مانند میکروکنترلرها، آپ امپ ها و یا سایر مدارهای مجتمع اضافه می شوند و همان طوری که در بالا به هم به این موضوع اشاره کردیم یکی از وظایف و نقش های این قطعات محدود کردن جریان، تقسیم ولتاژ و خطوط ورودی خروجی Pull-up است.

مقاومت الکتریکی

مقاومت الکتریکی را تعریف کنید ؟ در تعریف مقاومت الکتریکی و اینکه کار مقاومت الکتریکی چیست باید گفت، مقاومت الکتریکی یک قطعه الکتریکی دو پایه و مصرف کننده انرژی است. این قطعه در مدارهای الکتریکی، مقاومت الکتریکی مورد نیاز مدار را ایجاد و اعمال می‌کند. در مدارها هدف استفاده از انواع مقاومت الکتریکی کم کردن جریان، تنظیم سطح سیگنال، تقسیم ولتاژ و ... است.

براساس قانون اهم اختلاف ولتاژی بین دو پایه انواع مقاومت الکتریکی ایجاد می‌شود. شدت جریان عبوری از هر نوع مقاومت الکتریکی رابطه مستقیمی با ولتاژ دو سر آن نوع مقاومت الکتریکی دارد.مقاومت‌های الکتریکی از جمله قطعات پرکاربرد در انواع مدارها هستند. انواع مقاومت الکتریکی دارای ابعاد و ظاهر متفاوتی هستند. یکی از اشکال استفاده از مقاومت الکتریکی استفاده از آن در تراشه‌ها است. این نوع استفاده از مقاومت الکتریکی در دستگاه‌های آنالوگ که مقاومت‌ها در آن می‌توانند با مدار چاپی و مدار ترکیبی یکپارچه شوند، استفاده بیشتری دارد. جهت آشنایی با انواع اصطلاحات برق می توانید به مقاله مربوطه در سایت ونوس مراجعه کنید.

عوامل موثر بر مقاومت الکتریکی

در ادامه تعریف مقاومت الکتریکی و پاسخ به سؤال کار مقاومت الکتریکی چیست باید به عوامل مؤثر بر مقاومت الکتریکی نیز اشاره کرد. کار مقاومت الکتریکی به عواملی نظیر اختلاف پتانسیل و جریان عبوری وابسته نیست. بلکه مقاومت به شکل و جنس ماده بستگی دارد.

• در ابزاری که رسانا محسوب می‌شوند بالا رفتن دما آن سبب افزایش مقاومت الکتریکی می‌شود. این رابطه در نیمه رساناها با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند.  اگر در مدارهای الکتریکی و یا مدارهای الکترونیکی چند مقاومت به صورت موازی و یا سری کنار هم قرار بگیرند. مقدار کل مقاومتی که در آن جریان ایجاد و اعمال می‌شود، توسط همان چند مقاومت افزایش و یا کاهش پیدا می‌کند.
• مقاومت‌های موازی، مقدار مقاومتی که ایجاد می‌کنند، برابر است با وارون ضربی مجموع وارون ضربی های مقاومت‌ها.  در شبکه‌ای که مقاومت‌ها به صورت سری و موازی قرار گرفته‌اند، برای اینکه مقدار مقاومت شبکه را حساب کنیم، باید قسمت‌های کوچک‌تر سری و موازی را حساب کنیم و سپس نتیجه به‌دست‌آمده را با هم جمع کنیم‌.
• واحد مقاومت الکتریکی اهم هست. نماد اهم حرف یونانی اُمگای بزرگ است. یک واحد مقاومت الکتریکی برابر است با مقاومت بین دو نقطه که در مدار اختلاف پتانسیل یک ولت به آنها اعمال می‌شود.

واحد اندازه‌ گیری مقاومت الکتریکی

واحد اندازه گیری این نوع مقاومت ها بر حسب اُهم است که یکی از حروف یونانی به نام اُمگای بزرگ یاΩΩ  است. در واقع یک امگا برابر است با مقاومت بین دو نقطه که یک اختلاف پتانسیل یک ولت به آنها اعمال شده و یک جریان یک آمپری از آنها می گذرد. مقادیر بزرگ مقاومت الکتریکی را به صورت ساده تر که درک بهتری هم داشته باشد می توان با پیشوندهای کیلو، مگا یا گیگا نشان داد اما عمومی ترین و رایج ترین پیشوند در این طور مواقع، کیلو است. به طور مثال برای مقاومت الکتریکی 5.3 کیلو اهمی اندازه آن برابر با 5300 اهم است.

اگر بخواهیم در مورد قیمت مقاومت الکتریکی صحبت کنیم باید به این موضوع اشاره کنیم که این مورد به عواملی مانند جنس مقاومت و به مقدار واتی یا ولتاژی که تحمل می کند بستگی دارد. همچنین در مورد رنگ مقاومت الکتریکی می توان اینگونه گفت که این مقاومت ها با رنگ های متفاوتی نشانه گذاری شده اند که هر رنگ بیانگر یک کد است. در زیر عکس مقاومت الکتریکی را مشاهده می کنید که دارای نشانه های رنگی هستند که هر کدام از این نشانه ها بیانگر یک کد است. اگر هنوز به خوبی با مفهوم ولتاژ آشنا نیستید مطالعه مقاله ولتاژ چیست می تواند مفید باشد.

انواع مقاومت های الکتریکی

مقاومت های الکتریکی به دو دسته ثابت و متغیر تقسیم بندی می شود. مقاومت های متغیر همان طوری که از نام آن هم پیداست مقدار اهم آن قابل تغییر است و از آن طرف مقاومت های ثابت به مقاومت هایی گفته می شود که مقدار اهم آنها همواره یک مقدار ثابت است. اما مقاومت های ثابت به 3 دسته تقسیم بندی می شود.

دسته اول : مقاومت های کربنی (ترکیبی)

این نوع مقاومت الکتریکی به دلیل برخوردار بودن از قیمت پایین، زمخت بودن و همچنین سایز کوچکی که دارد در اکثر مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. دو نوع ضعف عمده می توان برای مقاومت های کربنی یا به اصطلاح ترکیبی بیان کرد.

• ضعف اول اینکه در اثر عبور جریان، حرارت بسیار زیادی در درون این مقاومت ها ایجاد می شود و همین مورد دلیلی شده تا از مقاومت های کربنی در مدارهایی با جریان زیاد، استفاده نشود
• ضعف دومی که می توان برای مقاومت های الکتریکی بیان کرد این است که این نوع مقاومت ها معمولاً از یک تلرانس بالا برخوردار هستند

نحوه ساخت مقاومت الکتریکی از نوع کربنی به این شکل است که به طور معمول پودر کربن را با موادی که عایق هستند، مخلوط می کنند که البته نسبت مخلوط کردن این مواد، مقدار اهم یک مقاومت را مشخص می کند. بعد از این کار مخلوط به دست آمده را در یک استوانه کائوچویی قرار می دهند و از آن طرف دو سیم برای اتصال مقاومت به مدار به هر دو سر مقاومت متصل می کنند.

دسته دوم : مقاومت های سیمی (WIRE WOUND RESISTOR)

مقاومت الکتریکی از نوع سیمی یا سیم پیچی همان طوری که از نام آن هم پیداست، از پیچاندن سیم های مقاومت دار طولانی به دور یک هسته، ساخته می شود که به طور معمول یک روپوش سرامیکی یا پلاستیکی بر روی سیم های پیچیده شده بر روی هسته می کشند تا به سیم هایی که در آن قرار دارد آسیبی وارد نشود. مطالعه مقاله اتصال سر به سر سیم می توان مفید باشد.مقاومت های سیمی در دو نوع دقیق و قدرتی تولید و ساخته می شود. در نوع دقیق، محدوده توان های 0.25 وات تا 2 وات ساخته می شود و از تلرانس پایین برخوردار است، اما این توانایی را ندارد که جریان های زیادی را از خودش عبور دهد. در مقابل نوع قدرتی، در محدوده توان های 2 وات تا 250 وات ساخته می شود و توانایی عبور دادن جریان های زیاد را از خودش دارد.

یکی از ویژگی های خوبی که می توان برای مقاومت الکتریکی سیمی بیان کرد این است که به هنگام سوختن هرگز شعله ور نمی شود و همچنین بعد از اینکه می سوزد به صورت کامل قطع می شود و به واسطه همین ویژگی که دارد در بسیاری از مدارها به عنوان یک مقاومت فیوزی مورد استفاده قرار می گیرد که به آن مقاومت حفاظتی یا Safety Resistor هم گفته می شود به خاطر اینکه در حالت عادی این مقاومت ها به صورت یک مقاومت معمولی عمل کرده و اگر جریان عبوری از آن بیش از اندازه باشد به مانند یک فیوز قطع می شود. مطالعه مقاله انواع جعبه فیوز را پیشنهاد می کنیم. 

دسته سوم : مقاومت های لایه ای

مقاومت الکتریکی لایه ای در واقع ترکیبی از مقاومت های کربنی و سیمی است. این یعنی این مقاومت، از دقت مقاومت های سیمی برخوردار است ولی از نظر اندازه و قیمت به مقاومت های کربنی نزدیک تر هستند. نحوه ساخت مقاومت الکتریکی لایه ای اینگونه است که به صورت معمول با رسوب دادن نوار نازکی از ماده مقاومت بر روی یک لوله عایق از جنس سرامیک یا شیشه ایجاد می شود. برای اینکه اتصال مقاومت به مدار ایجاد شود به دو انتهای لوله، دو رشته سیم رابط وصل می شود و از آن طرف برای محافظت کردن از مقاومت هم تمامی آنها را با یک ماده عایقی، روکش می کنند.

ساختار مقاومت الکتریکی

مقاومت های الکتریکی را می توان با مواد متفاوت و متنوعی تولید کرد اما شاید رایج ترین موادی که می توان مقاومت الکتریکی را با آن ساخت از جنس کربن، فلز و یا فیلم اکسید فلز باشد. در مقاومت های الکتریکی، یک فیلم نازک از ماده رسانا در یک مارپیچ حلزونی شکل پیچیده می شود و با یک ماده عایق پوشانده می شود. اکثر مقاومت های الکتریکی بدون زوائد و سوراخ کامل، از ترکیباتی مانند فیلم کربن و یا فیلم فلز ساخته می شوند.

واحد مقاومت الکتریکی چیست؟

همان گونه که در بخش های قبلی اشاره شد، کاربرد مقاومت الکتریکی برای محصولات برقی است. در قانون فیزیک برای هر مفهومی واحدی تعریف شده است. مطمئنا سوال خیلی از افراد است که واحد مقاومت الکتریکی چیست؟اگر شما با کلمه اهم برخورد داشته باشید به راحتی این مبحث را درک خواهید کرد. اُهم همان واحد مقاومت الکتریکی است که برای تعریف و نشان دادن مقاومت مورد استفاده قرار می گیرد. نماد مقاومت الکتریکی Ω است .برای به دست آوردن مقاومت فرمولی وجود دارد که باید آن را بدانید ولی قبل از معرفی این فرمول باید به بیان واضح تر اهم و علت نامگذاری آن بپردازیم.

شناخت قانون اُهم و علت نامگذاری آن 

در نامگذاری و کشف قوانین متعدد فیزیک دانشمندان زیادی دخیل بوده اند، یکی از دانشمندان توانا که توانسته قانون اهم را بشناسند و از آن در مقاومت الکتریکی استفاده کند زیمون اهم بوده است.

این دانشمند بعد از انجام آزمایشاتی فراوان توانست یک قانون ثابت برای مقاومت الکتریکی را مشخص کند و آن قانون را با نام خود به ثبت رسانید.  مطالعه مقاله  تلرانس چیست  را پیشنهاد می کنیم. در واقع با توجه به این قانون اهم مقدار مقاومت الکتریکی با اختلاف پتانسلی رسانا به شدت جریان برابری می کند و طبق فرمول زیر نوشته می شود:

فرمول مقاومت الکتریکی

و اما فرمول مقاومت الکتریکی عبارت است از:

مقاومت متغیر الکتریکی

مقاومت متغیر الکتریکی در واقع به بخشی از مقاومت ها گفته می شود که دارای تغییراتی در مدار هستند و مقادیر آن ها همیشه قابل تغییر است.

این مقاومت در دو دسته تقسیم بندی می شوند که هر یک با دیگر متفاوت است. در ادامه به معرفی این دو دسته می پردازیم:

• مقاومت های الکتریکی مستقل 

در این نوع مقاومت ها، برای تغییر مقاومت الکتریکی نیز به دما و نور نیست، چرا که با کمک اهرم و با توجه به نوع نیاز محیط می توان مقدار مقاومت الکتریکی آن را تغییر داد. این نوع مقاومت نیز خود به دو دسته مجزا تقسیم بندی می شود که به پتانسیومتر و رئوستا نام گذاری شده اند.

• پتانسیومتر

این نوع مقاومت الکتریکی کمک می کند تا به پتانسیل مورد نیاز دسترسی پیدا کنید. نوع کار کردن آن نیز به این صورت است که:

دو پایه آن به صورت ثابت در طرفیت قرار دارد و یک پایه در میانه به یک محور متحرک متصل شده است.( این نوع مقاومت الکتریکی سه پایه دارد.) لازم است اشاره کنیم که دو پایه به هر یک به صورت جداگانه به یک المان مقاومتی متصل شده اند.محور متحرک بر روی المان مقاومتی حرکت کرده و باعث تغییر مقاومت الکتریکی می شود. به این صورت که تغییر مقاومت را به پایه میانی و به پایه های کناری منتقل می کند.در این صورت پتانسل مورد نیاز را تامین می نماید.

• رئوستا

برای اینکه جریان ورودی را به صورت دلخواه تغییر دهند از رئوستا در داخل مدار استفاده می کنند. این مقاومت الکتریکی دارای کنتاکت متحرک و یک کنتاکت ثابت بوده و در تغیر جریان کاربرد دارد. مطالعه مقاله  آموزش برق کشی ساختمان  را پیشنهاد می کنیم. 

• مقاومت الکتریکی پیوسته 

این نوع مقاومت ها با توجه به شرایط محیطی تغییر می کنند. به طور مثال برای تغییر نیاز به رطوبت، دما، گرما و ... دارند. لازم است بدانید که مقاومت الکتریکی پیوسته نیز به چند دسته مجزا تقسیم بندی می شود.

• مقاومت های وابسته به ولتاژ
• مقاومت های وابسته به میدان مغناطیسی
• مقاومت های وابسته به نور
• مقاومت های وابسته به حرارت

برخی از سوالات متداول

1. مقاومت الکتریکی چیست؟

مقاومت الکتریکی یک قطعه الکتریکی دو پایه و مصرف کننده انرژی است. این قطعه در مدارهای الکتریکی، مقاومت الکتریکی مورد نیاز مدار را ایجاد و اعمال می‌کند. در مدارها هدف استفاده از انواع مقاومت الکتریکی کم کردن جریان، تنظیم سطح سیگنال، تقسیم ولتاژ و ... است.

2. واحد مقاومت الکتریکی چیست؟

 اُهم همان واحد مقاومت الکتریکی است که برای تعریف و نشان دادن مقاومت مورد استفاده قرار می گیرد و با نماد Ω نمایش داده می شود.