در حوزه الکترونیک، میدانیم که مواد به دو دسته پایه تقسیم می‌شوند: رسانا و نارسانا. رساناها (مانند فلزات) جریان برق را از خود عبور می‌دهند. نارساناها (مانند پلاستیک و چوب) معمولا مانع عبور جریان برق می‌شوند. اما همه‌چیز آنقدر هم ساده نیست، اگر ولتاژ کافی باشد، هر ماده‌ای میتواند جریان الکتریکی را از خود عبور می‌دهد؛ حتی هوا (که معمولا نارسانای الکتریکی است).
اگر ولتاژ درون ابرها بسیار بالا باشد، هوا به یک رسانا تبدیل میشود و این همان چیزی است که به عنوان رعد و برق می‌شناسیم. حالا به جای آنکه در مورد رسانا و نارسانا صحبت کنیم، اجازه دهید تا مفهوم جدیدی را با هم بررسی کنیم.
مقاومت چیست؟
به میزان سهولت عبور جریان الکتریکی از چیزی، مقاومت گفته میشود و واحد اندازه گیری آن اهم (Ω) است. شماتیک مقاومت در مدارها را در شکل زیر می بینید. یک رسانا مقاومت کمی دارد اما، میزان مقاومت نارسانا بالا است. مقاومت، یک قطعه الکترونیکی است که این امکان را به ما می‌دهد تا میزان مقاومت مدار را تعیین کنیم. مقاومت ها در بسیاری از مدارهای الکترونیکی و الکتریکی کاربرد دارند. برای مثال، مقاومت ها می توانند برای تنظیم ولتاژ، جریان، فرکانس، تقویت، فیلتر و ایجاد حرارت استفاده شوند.
با آکادمی روبویونیک همراه باشید تا نگاه دقیق‌تری به مقاومت و مفهوم مقاومت داشته باشیم.
نحوه خواندن مقاومت
از طریق الگوهای رنگی روی مقاومت، میتوانید مقاومت آن را حساب کنید. همانطور که گفتیم واحد اندازه‌گیری مقاومت‌ها اُهم (Ohm) میباشد. اﻟﺒﺘﻪ ﺑﺮاى ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻫﺎى ﺑﺎ ﻣﻘﺪار اﻫﻤی زﻳﺎد ﻣﻌﻤﻮﻻ از واﺣﺪﻫﺎى ﺑﺰرﮔﺘﺮى ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻛﻴﻠﻮ اﻫﻢ (K) و ﻣﮕﺎ اﻫﻢ (M) اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ . هر هزار اهم برابر 1 کیلو اهم و هر 1000 کیلو اهم برابر 1 مگا اهم میباشد.
- اکثر مقاومت‌ها سه نوار رنگی دارند که نوار چهارمی هم با فاصله از آن سه رنگ قرار دارد. رنگ نوار چهارم معمولا قهوه‌ای، قرمز، طلایی و نقره‌ای است.
- مقاومت را در حالتی قرار دهید که سه نوار رنگی، سمت چپ قرار بگیرد.
- دو نوار رنگی اول، دو رقم ابتدایی مقاومت را نشان می‌دهند. فرض کنید مانند نمونه مقاومت بالا، چهار نوار رنگی قهوه‌ای، مشکی، قرمز و طلایی داشته باشید. از جدول رنگ‌های بالا استفاده کنید. همانطور که میبینید، قهوه‌ای 1 و سیاه 0 است. پس بنابراین مقاومت با 10 شروع میشود. شماره نوار سوم نشان دهنده تعداد صفرهای ظرفیت مقاومت است. رنگ قرمز عدد 2 است پس دو تا صفر جلوی عدد 10 میزاریم بنابراین میزان مقاومت بدست آمده 1000Ω (اهم) یا همان 1KΩ (کیلو اهم) است.
- نوار چهارم حدود و تلورانس مقاومت را نشان می‌دهد. اگر رنگ انتخابی مقاومت طلایی باشد، مقاومت 5% بیشتر یا کمتر است. با توجه به مثال بالا، مقاومت بین 950 تا 1050 است.
- اگر مقاومت شما 5 رنگی باشد، سه نوار اول، ارزش مقاومت ، نوار چهارم درصد افزایش و نوار پنجم تلورانس را نشان می‌دهد.
تمرین : مقدار مقاومت های زیر را محاسبه کنید:
کاربردهای مقاومت چیست؟
کنترل جریان: مقاومت ها برای کنترل جریان الکتریکی در مدارها استفاده می شوند. با تغییر مقدار مقاومت، می توان جریان را تنظیم کرد و به عنوان نتیجه، ولتاژ و قدرت مصرفی نیز تغییر می کند.
تقسیم ولتاژ: از مقاومت ها به عنوان عناصر تقسیم ولتاژ در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. با استفاده از مقاومت ها، ولتاژ ورودی به مدار به نسبت مشخصی تقسیم می شود و ولتاژ خروجی به دست می آید.
حفاظت: مقاومت ها به عنوان عناصر حفاظت در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. آنها می توانند به عنوان عناصر محدود کننده جریان استفاده شوند تا جریان از حد مجاز فراتر نرود و قطعات الکترونیکی را در برابر خرابی و آسیب حفظ کنند.
تنظیم ولتاژ: مقاومت ها به عنوان عناصر تنظیم ولتاژ در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. با تغییر مقدار مقاومت، می توان ولتاژ خروجی را تغییر داد و به عنوان نتیجه، عملکرد سیستم را تنظیم کرد.
سنسورها: مقاومت های وابسته به عوامل خارجی مانند دما، فشار، رطوبت و غیره در سنسورها استفاده می شوند. آنها تغییرات در مقدار مقاومت خود را نشان می دهند و با استفاده از این تغییرات، تغییرات در شرایط محیطی را تشخیص و اندازه گیری می کنند.
قویت سیگنال: مقاومت ها به عنوان عناصر تقویت سیگنال در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. آنها می توانند سیگنال الکتریکی را تقویت کرده و قدرت خروجی را افزایش دهند.
به طور کلی، مقاومت ها به عنوان عناصر کلیدی در مدارهای الکترونیکی و برق استفاده می شوند.
درون مقاومت‌ها چه خبر است؟
اگر یک مقاومت را باز کنید، معمولا سرامیکی نارسانا وجود دارد که یک سیم مسی به دور آن پیچیده است. به مقاومت‌هایی با این ساختار، مقاومت‌های سیمی گفته میشود. میزان پیچش سیم مسی به دور سرامیک، شدت مقاومت را تعیین میکند؛ هر چه این پیچش بیشتر و مس نازکتر باشد، میزان مقاومت بالاتر خواهد بود.
برای مقاومت‌های کوچک که برای مدارهایی با جریان کم طراحی شده‌اند، به جای سیم‌پیچ مسی، کربن با ساختار مارپیچ قرار دارد که نسبت به مقاومت‌های سیمی ارزان‌تر است. به این نوع مقاومت‌ها فیلم کربن گفته میشود. معمولا مقاومت‌های سیمی استوارتر و دقیق‌تر هستند و در دمای بالا نیز به خوبی عمل میکنند.
چطور اندازه مقاومت بر مقاومت مدار اثر می‌گذارد؟
فرض کنید که می‌خواهید آب را با شدت از درون لوله عبور دهید. لوله‌ها در شکل و اندازه مختلف، در کیفیت خروجی آب تاثیر دارند. مثلا لوله‌های نازکتر در برابر جریان آب مقاوم‌تر هستند یا لوله‌های کوتاه‌تر مقاومت کمتری نسبت به لوله‌های بلندتر دارند. اگر درون لوله‌ها را با اسفنج یا سنگ‌ریزه پر کنید، آب از میان آن ها می‌گذرد اما با سرعت کمتر. به عبارت دیگر طول لوله، قسمت درونی لوله و محتویات درون لوله بر کیفیت مقاومت آب اثر می‌گذارد.
مقاومت‌های الکتریکی نیز بسیار شبیه به مثال جریان آب در لوله هستند و از همان سه عامل تاثیر می‌گیرند. اگر یک سیم را نازکتر یا بلندتر کنید، کار الکترون‌ها برای گذر از آن سخت‌تر خواهد بود.
مقاومت و دما
مقاومت پایدار نیست، حتی اگر طول و حدود ماده مشخص باشد. مقاومت با بالا رفتن دما افزایش می‌یابد. چرا؟ هر چقدر دمای یک ماده بیشتر باشد، جنب و جوش اتم‌های سازنده آن نیز بیشتر میشود و این عمل باعث سخت شدن حرکت الکترون‌ها میشود. به بیان دیگر، مقاومت اکثر مواد با افزایش دما بطور خطی افزایش می‌یابد (اگر دما را 10 درجه افزایش دهید، میزان مقاومت به همان اندازه افزایش می‌یابد، و اگر 10 درجه دیگر نیز به آن اضافه کنید، میزان مقاومت به همان میزان افزایش می‌یابد). اگر یک ماده را خنک کنید، میزان مقاومت کاهش می‌یابد و اگر دما را به حد زیادی کم کنید میتوانید مقاومت را ناپدید کنید؛ به این پدید اَبَر رسانایی گفته میشود.
انواع مقاومت ها و ویژگی های آنها
مقاومت ها انواع مختلفی دارند که بر اساس مواد، ساختار، مقدار، دقت و قابلیت تنظیم آن ها می توانند تفاوت داشته باشند. برخی از انواع مقاومت ها عبارتند از:
مقاومت های ثابت: این نوع مقاومت ها مقدار ثابتی از مقاومت را دارند و نمی توانند تغییر کنند. مقاومت های ثابت می توانند از مواد مختلفی مانند کربن، فلز، سرامیک و غیره ساخته شوند. انها معمولا با رنگ های مختلف روی بدنه خود مقدار و دقت خود را نشان می دهند.
مقاومت های متغیر: مقدار مقاومت خود را بر اساس تنظیمات خارجی تغییر می دهند. مقاومت های متغیر می توانند با استفاده از یک پتانسیومتر، یک رئوستات، یک ترمیستور، یک فتوسل و غیره کنترل شوند. همچنین برای تنظیم ولتاژ، جریان، صدا، روشنایی و غیره استفاده می شوند.
مقاومت های وابسته: این نوع، مقدار مقاومت خود را بر اساس متغیرهای دیگری مانند ولتاژ، دما، نور و میدان مغناطیسی تغییر می دهند.
مقاومت های وابسته با توجه به این متغیرها انواع مختلفی دارند: مقاومت وابسته به ولتاژ (وریستور)، مقاومت وابسته به حرارت (ترمیستور)، مقاومت وابسته به نور (LDR) و مقاومت وابسته به میدان مغناطیس.
کاربرد های خاص برای انواع مقاومت چیست؟
برخی از مقاومت هایی که برای کاربردهای خاص وجود دارند عبارتند از:
- مقاومت های عایقی: این نوع مقاومت ها برای جلوگیری از عبور جریان الکتریکی در مدارهایی که نباید جریان عبور کند، مانند مدارهای حفاظتی یا مدارهای حساس به نویز استفاده می شوند.
- مقاومت های قابل تنظیم: قابلیت تغییر مقدار مقاومت را دارند و برای تنظیم جریان یا ولتاژ در مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند.
- مقاومت های حرارتی: این نوع مقاومت ها برای اندازه گیری دما استفاده می شوند. آنها بر اساس تغییر مقاومت با تغییر دما عمل می کنند.
- مقاومت های پرقدرت: برای کاربردهای با توان بالا و جریان بالا مورد استفاده قرار می گیرند، مانند در مدارهای قدرت و الکترونیک صنعتی.
- مقاومت های پیچیده: طراحی شده اند تا ویژگی های خاصی را داشته باشند، مانند مقاومت های شبه فعال، مقاومت های لغزشی یا مقاومت های وابسته به فرکانس.
- مقاومت های حساس به نور: برای تشخیص و اندازه گیری نور استفاده می شوند، مانند در سنسورهای نوری و دستگاه های تشخیص نور.
- مقاومت های حساس به فشار: برای تشخیص فشار استفاده می شوند، مانند در سنسورهای فشار و دستگاه های تشخیص فشار.
- مقاومت های حساس به رطوبت: برای تشخیص و اندازه گیری رطوبت استفاده می شوند، مانند در سنسورهای رطوبت و دستگاه های تشخیص رطوبت.این فقط برخی از نوع های مقاومت های خاص هستند و هنوز بسیاری دیگر وجود دارند که برای کاربردهای خاص طراحی شده اند.
ویژگی های مقاومت وابسته
مقاومت های وابسته، نوعی از مقاومت ها هستند که مقدار مقاومت آنها به عوامل خارجی یا شرایط محیطی وابسته است. به عبارت دیگر، مقاومت های وابسته تغییراتی در مقدار مقاومت خود نشان می دهند در پاسخ به تغییرات در فرکانس، دما، نور، فشار، رطوبت و غیره.
به عنوان مثال، مقاومت های وابسته به فرکانس تغییراتی در مقدار مقاومت خود نشان می دهند در پاسخ به تغییرات فرکانس سیگنال الکتریکی که به آنها اعمال می شود. همچنین، مقاومت های وابسته به دما تغییراتی در مقدار مقاومت خود نشان می دهند در پاسخ به تغییرات دمای محیط.
مقاومت های وابسته در بسیاری از کاربردهای الکترونیکی و صنعتی استفاده می شوند، برای مثال در سنسورها و دستگاه های اندازه گیری، کنترل خودکار و سیستم های بازخورد. آنها به طور کلی برای تشخیص و اندازه گیری تغییرات در شرایط محیطی استفاده می شوند و به عنوان یک عنصر حساس در سیستم های الکترونیکی عمل می کنند.
کشورهای تولید کننده مقاومت کدام اند؟
ژاپن:یکی از پیشروان در صنعت الکترونیک و مقاومت چیست؟ژاپن در تولید قطعات الکتریکی همچنین مقاومت های مختلفی را برای مصارف مختلف تولید میکند. برخی از شرکت های معروف ژاپنی که مقاومت تولید میکنند شامل Panasonic, Murata, KOA, Yageo و Vishay هستند.
آلمان: یکی از کشورهای برجسته در زمینه الکترونیک و تولید قطعات الکتریکی است که از جمله مقاومت های مختلفی را برای مصارف مختلف تولید میکند. برخی از شرکت های معروف آلمانی که مقاومت تولید میکنند شامل Siemens, Bosch, Epcos, Würth و Phoenix Contact هستند.
چین: یکی از کشورهای فعال در زمینه الکترونیک و تولید قطعات الکتریکی است که از جمله مقاومت های مختلفی را برای مصارف مختلف تولید میکند. برخی از شرکت های معروف چینی در تولید مقاومت چیست؟ شرکت های Huawei, ZTE, Changzhou Huawei Electronic
بزرگترین شرکت تولیدکننده قطعات الکترونیکی و مقاومت چیست؟
چین بزرگترین تولیدکننده و صادرکننده انواع قطعات الکترونیکی در جهان است، هر قطعه ای که در نظر داشته باشید در این کشور تولید و و به بازار عرضه میشود. چین در سال 2020 بیش از ۲۰۰ میلیارد دلار ارزش قطعات الکترونیکی را صادر کرده است.
برخی از شرکت های معروف چینی که قطعات الکترونیکی تولید میکنند شامل Huawei, ZTE, Changzhou Huawei Electronics, Shenzhen Sunlord Electronics و Shenzhen Pak Heng Electronics هستند.
بعد از چین، ژاپن و آمریکا به ترتیب دوم و سومین تولیدکنندگان قطعات الکترونیکی در جهان هستند. ژاپن در سال 2020 بیش از ۱۰۰ میلیارد دلار ارزش قطعات الکترونیکی را صادر کرده است.برخی از شرکت های معروف ژاپنی که قطعات الکترونیکی تولید میکنند شامل Panasonic, Murata, KOA, Yageo و Vishay هستند.
آمریکا در سال 2020 بیش از ۷۰ میلیارد دلار ارزش قطعات الکترونیکی را صادر کرده است. از شرکت های معروف آمریکایی که قطعات الکترونیکی تولید میکنند میتوان به Intel, Qualcomm, Texas Instruments, Broadcom و Micron Technology اشاره کرد.
نتیجه گیری:
مقاومت ها در صنعت الکترونیک و برق نقش بسیار مهمی دارند و در انواع مدارها و سیستم ها استفاده می شوند. آنها برای کنترل جریان، تقسیم ولتاژ، حفاظت قطعات الکترونیکی، تنظیم ولتاژ و اندازه گیری تغییرات در شرایط محیطی استفاده می شوند. بنابراین، مقاومت ها به عنوان عناصر کلیدی در صنعت الکترونیک و برق تلقی می شوند.
