آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک | یک بار برای همیشه | پارت دوم

آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک

مقاومت چیست و چه نقشی در الکترونیک دارد؟

قبل از ورود به بحث اصلی آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک نیاز است بدانیم مقاومت دقیقاً چیست و چرا این‌قدر مهم است. مقاومت‌ها قطعاتی هستند که مسیر جریان الکتریسیته را محدود و کنترل می‌کنند. آن‌ها با کاهش یا تقسیم جریان، از سوختن سایر قطعات حساس جلوگیری کرده یا مقدار مناسب ولتاژ را به نقاط مختلف مدار می‌رسانند.

در جلسه قبلی یعنی “مقاومت چیست و چه کاربردی دارد” توضیحات کامل ارائه شده است…

واحد سنجش مقاومت اهم (Ohm) است. از مقاومت برای جلوگیری از افزایش ناگهانی جریان، کنترل شدت نور LED، تقسیم ولتاژ در مدارهای منطقی، ایجاد تاخیر زمانی و… استفاده می‌شود. در ادامه، بحث آشنایی با مقاومت در الکترونیک را بسط می‌دهیم.

تقسیم‌بندی کلی مقاومت‌ها

در دنیای قطعه شناسی و آموزش الکترونیک، مقاومت‌ها را به دو دسته اصلی تقسیم می‌کنند:

• مقاومت‌های ثابت  
• مقاومت‌های متغیر  

در ادامه مقاله آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک به طور جامع به هر دو نوع می‌پردازیم.

مقاومت‌‌های ثابت

تعریف

در بخش اول آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک به سراغ مقاومت‌های ثابت می‌رویم. همان‌طور که از نامشان پیداست، مقدار اهم این نوع مقاومت‌ها مشخص و غیرقابل تغییر است و در کل مدت‌زمان استفاده، میزان اهم آن ها ثابت باقی می‌ماند. این نوع قطعات پایه‌ی اصلی هر مدار را تشکیل می‌دهند.

انواع و ساختار مقاومت‌های ثابت

پرمصرف‌ترین انواع مقاومت‌های ثابت عبارت‌اند از:

مقاومت کربنی

• ساخته شده از لایه‌ی نازک کربن روی بدنه‌ی سرامیکی  
• دقت پایین‌تر، قیمت ارزان  
• کاربرد در مدارهای عمومی و ساده

مقاومت فلزی  

• لایه‌ای از فلز روی بدنه‌ی سرامیکی  
• نویز کمتر، دقت بالاتر  
• مناسب مدارهای دقیق، مانند تجهیزات صوتی

مقاومت سیم‌پیچ یا سیمی  

• ساخته شده از سیم نیکروم  
• تحمل توان بالا  
• مناسب مدارهای قدرت و صنعتی

مقاومت SMD (نصب در سطح)  

• ابعاد کوچک، مناسب بردهای فشرده امروزی  
• استفاده در تلفن‌های همراه، کامپیوتر و گجت‌های کوچک

روش شناسایی مقدار مقاومت ثابت

شناخت مقدار مقاومت‌های ثابت از روی رنگ یا اعداد نوشته شده روی آن‌ها بخش مهمی از آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک است. بیش‌تر مقاومت‌های ثابت با کد رنگی مشخص می‌شوند—هر رنگ نماینده یک عدد است که با استفاده از جدول مخصوص می‌توان مقدار مقاومت را خواند. در مقاومت‌های SMD، اعداد و کدهای ویژه جایگزین نوار رنگی شده است.

در جلسه قبلی بصورت کامل در باره‌ی مقدار مقاومت ها صحبت شده است

ویژگی فنی و کاربرد مقاومت‌های ثابت

• کنترل عبور جریان در مدار
• تقسیم ولتاژ
• حفاظت قطعات حساس
• تایمینگ و تعیین زمان در مدارهای RC

مقاومت‌های متغیر

در ادامه مطلب آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک می‌رسیم به دسته‌ی دومی از مقاومت‌ها که مقدارشان قابل تنظیم و تغییر است. این مقاومت‌ها نقش حیاتی در کنترل‌های دستی، اتوماسیون، سنسورینگ و تطبیق شرایط مختلف دارند.

انواع مقاومت متغیر و کاربرد آن‌ها

در این بخش که اصلی‌ترین قسمت آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک است، هریک از پرکاربردترین مقاومت‌های متغیر را عنوان می‌کنیم

۱. پتانسیومتر

ساختار و عملکرد:

پتانسیومترها دارای سه پایه هستند. با چرخاندن محور یا دسته‌ی متحرک، مقدار مقاومت بین دو سر تغییر می‌کند. تفاوت بین مقاومت داخلی و خروجی پتانسیومتر امکان کنترل متغیر را فراهم می‌کند.

کاربردها:  

کاربرد پتانسیومتر در کنترل صدا (ولوم)، تنظیم روشنایی (دیمر)، تنظیم سرعت موتور، تقسیم ولتاژ و … است.

انواع پتانسیومتر  

• چرخشی (Rotary): رایج‌ترین نوع  
• خطی (Linear): تغییر مقدار با حرکت خطی

۲. تریمر

تعریف و ساختار:  

تریمر مقاومتی متغیر و بسیار کوچک است که برای تنظیمات دقیق (کالیبراسیون) کاربرد دارد. یک‌بار با پیچ‌گوشتی مقدار مناسب آن تنظیم می‌شود و معمولاً بدون تغییر باقی می‌ماند.

محل قرارگیری:  

تریمرها غالباً روی بردهای الکترونیکی یا مدارهای حساس نصب می‌شوند.

کاربرد:  

تنظیم حساسیت مدار، تنظیم زمان تاخیر، ایجاد ولتاژ مرجع دقیق و…

۳. پتانسیومتر خطی

تعریف:  

این نوع پتانسیومتر به جای چرخش، با حرکت خطی محور، مقدار مقاومت را تغییر می‌دهد.

کاربرد:  

در اندازه‌گیری مسافت، سنسور جا‌به‌جایی، فیدبک سیستم‌های اتوماسیون، دستگاه‌های اندازه‌گیری و آزمایشگاهی، تسترهای صنعتی و بسیاری زمینه‌های دیگر.

۴. مقاومت نوری (LDR)

ساختار و عملکرد:  

مقاومت نوری یا LDR (Light Dependent Resistor) مقاومتی است که مقدارش با شدت نور محیط تغییر می‌کند. در تاریکی، مقاومت زیاد است و با افزایش نور، مقاومت کاهش می‌یابد.

کاربردها:  

سنسور نور برای روشن و خاموش شدن اتوماتیک چراغ خیابان، کنترل روشنایی اتاق، عکاسی خودکار، رباتیک و مدارهای امنیتی

۵. مقاومت حرارتی NTC

تعریف:  

NTC (Negative Temperature Coefficient) به معنی ضریب حرارتی منفی است؛ یعنی با افزایش دما، مقاومت کاهش می‌یابد.

کاربرد:  

سنجش دما، محافظت از مدارها در برابر جریان هجومی اولیه، جبران تغییرات دمایی در مدارهای ابزاری

۶. مقاومت حرارتی PTC

تعریف:  

PTC (Positive Temperature Coefficient) با افزایش دما، مقدار مقاومتش افزایش می‌یابد.

کاربرد:  

استفاده در مدارهای حفاظتی (ریست فابل / فیوز خودکار)، سنسور دما در سیستم‌های گرمایشی، محافظت از موتورها

۷. مقاومت وابسته به ولتاژ (VDR یا وریستور)

تعریف:  

VDR یا Varistor مقاومت متغیّری دارد که با ولتاژ تغییر می‌کند؛ معمولاً برای حفاظت تجهیزات در برابر افزایش ولتاژ ناگهانی به کار می‌رود.

کاربرد:  

• حفاظت در برابر ولتاژهای اضافی (سرج) در منبع تغذیه، شبکه برق و خطوط داده‌  
• حفاظت از دستگاه‌ها و مدارات صنعتی و مخابراتی
• تفاوت مقاومت ثابت و مقاومت متغیر

تفاوت مقاومت ثابت و متغیر در آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک

در بحث آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک، مهم است تفاوت این دو گروه را بدانیم

مقاومت ثابت مقدار از پیش تعیین شده و تغییرناپذیر دارد و کاربرد آن ساده و مستقیم است. قیمت پایین‌تر و ساخت ساده‌تری دارد. مثال مقاومت کربنی است. مقاومت متغیر مقدار قابل تنظیم (دستی یا خودکار) دارد و عمدتاً برای تنظیم دستی یا اتوماتیک پارامترها استفاده می‌شود. پیچیدگی ساخت و هزینه بالاتری دارد و مثال‌هایی چون پتانسیومتر، LDR، NTC برای آن قابل ذکر است.

انتخاب مقاومت مناسب در مدار الکترونیکی در آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک

در هر پروژه یا مدار، انتخاب مقاومت مناسب کلید موفقیت است. سؤالات زیر را هنگام انتخاب مقاومت مدنظر قرار دهید

• مقدار اهم نیاز مدار چیست؟
• مقاومت باید ثابت باشد یا متغیر؟
• قرار است ولتاژ یا جریان را تنظیم کند یا فقط محافظت باشد؟
• دقت و توان قطعه (وات) چقدر باید باشد؟
• آیا نیاز به سنجش دما یا نور یا ولتاژ است؟

پاسخ به این پرسش‌ها مسیر انتخاب صحیح را روشن می‌کند. در بخش آموزش قطعه شناسی همیشه به این موارد دقت کنید.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

در این راهنمای جامع، در آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک کامل آشنا شدیم. دانستیم مقاومت‌های ثابت برای کنترل جریان‌های معین و تقسیم ولتاژ استفاده می‌شوند و نوع و مقدارشان غیرقابل تغییر است. اما مقاومت‌های متغیر مانند پتانسیومتر، تریمر، پتانسیومتر خطی، LDR، مقاومت‌های حرارتی NTC و PTC و وریستور از پرکاربردترین ابزارها برای تنظیم، کنترل، محافظت و سنجش شرایط محیطی هستند.

هر مدار حرفه‌ای و حتی کاربردی ساده، به قطعات مقاومتی نیاز دارد. آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک از اولین گام‌های ورود به دنیای الکترونیک و طراحی مدار است. امیدواریم این مقاله، منبعی مفید برای کاربران حرفه‌ای و علاقه‌مندان به آموزش قطعه شناسی باشد.

پرسش‌های متداول درباره آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک

۱. تفاوت اصلی مقاومت ثابت و مقاومت متغیر چیست؟

در مقاومت ثابت مقدار اهم مشخص و همواره ثابت است، اما در مقاومت متغیر می‌توان مقدار آن را به صورت دستی یا وابسته به فاکتور خارجی تنظیم کرد.

۲. کاربرد مقاومت‌های متغیر چیست؟

مقاومت‌های متغیر برای تنظیم صدا، نور، دما، ولتاژ، حفاظت از مدار و سنسورینگ به‌کار می‌روند.

۳. چطور مقدار مقاومت مناسب برای مدار را انتخاب کنیم؟

باید مقدار جریان و ولتاژ مورد نیاز مدار، و نقشی که مقاومت باید ایفا کند را در نظر بگیرید و آن را با مراجعه به دیتاشیت قطعه انتخاب نمایید.

۴. موارد کاربرد مقاومت نوری و حرارتی چیست؟

مقاومت‌های نوری در سیستم‌های روشنایی هوشمند و امنیتی و مقاومت‌های حرارتی در سنسور دما یا فیوزهای خودکار به کار می‌روند.

۵. آیا همه‌ی مقاومت‌های متغیر سه پایه دارند؟

اکثر مقاومت‌های متغیر سه پایه دارند اما موارد خاص با دو پایه هم در بازار وجود دارد (مثلاً برخی تریمرها یا NTC/PTCها).

اگر درباره آشنایی با انواع مقاومت ثابت و متغیر در الکترونیک سؤال یا پیشنهادی دارید، در بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.

تهیه و تنظیم: تیم آموزش قطعه شناسی قطعات الکترونیکی  

منبع: [اهمیکا]