مقاومت الکتریکی چیست؟ راهنمای جامع کاربرد، انواع و تست مقاومت (همراه با ابزار محاسبه)

جلسه چهارم | دوره رایگان مسیر صفر تا صد الکترونیک

نویسنده: مهندس هادی روشن پور، با بیش از ۱۰ سال تجربه عملی در طراحی و تعمیر بردهای الکترونیکی صنعتی و مصرفی (از پاورهای سوئیچینگ تا مدارهای پزشکی).

آخرین بروزرسانی: ۴ دی ۱۴۰۴

مقاومت الکتریکی چیست؟ بیایید متفاوت به این قضیه نگاه کنیم؛ مقاومت (Resistor) بنیادی‌ترین قطعه در الکترونیک است. چه یک مهندس طراح باشید و چه یک تعمیرکار برد، بدون درک عمیق از رفتار مقاومت، هیچ مداری برای شما شفاف نخواهد بود. در این مقاله جامع، نه تنها به سوال “مقاومت چیست” پاسخ می‌دهیم، بلکه از نگاه یک تعمیرکار با‌تجربه به بررسی انواع، روش‌های تست، ضرایب حرارتی و نکات مخفی بازار کار می‌پردازیم.

توجه برای کاربران قدیمی: محتوای قدیمی مربوط به “آموزش تست مقاومت” به طور کامل در بخش ۹ این مقاله ادغام و بروزرسانی شده است.

---

۱. مقاومت الکتریکی به زبان ساده (تشبیه مدرن)

برای درک مقاومت، بیایید مثال قدیمی لوله آب را کنار بگذاریم و الکترون‌ها را مثل “افرادی که می‌خواهند با سرعت از یک راهروی شلوغ عبور کنند” تصور کنیم.

• ولتاژ (Voltage): انگیزه و فشار جمعیتی است که افراد را به سمت جلو هل می‌دهد.
• جریان (Current): تعداد افرادی است که موفق می‌شوند در هر ثانیه از انتهای راهرو خارج شوند.
• مقاومت (Resistance): تعداد موانع، صندلی‌ها و یا ازدحام افراد دیگر در راهرو است.

چرا مقاومت داغ می‌شود؟

در مدل آب، داغ شدن لوله چندان ملموس نیست. اما در این مثال، وقتی افراد (الکترون‌ها) سعی می‌کنند با سرعت از میان موانع (اتم‌های مقاومت) عبور کنند، به آن‌ها برخورد می‌کنند. این برخوردها باعث اصطکاک و تولید گرما می‌شود. هرچقدر موانع بیشتر باشد (مقاومت بالاتر) یا فشار جمعیت بیشتر باشد (ولتاژ بالاتر)، برخوردهای شدیدتری رخ می‌دهد و حرارت بیشتری تولید می‌شود.

قانون اهم (پایه و اساس)

رابطه بین ولتاژ (V)، جریان (I) و مقاومت (R) توسط قانون اهم تعریف می‌شود:

• V: ولتاژ
• I: جریان
• R: مقاومت

این فرمول به ما می‌گوید اگر ولتاژ (فشار پشت جمعیت) ثابت باشد، با افزایش مقاومت (موانع راه)، جریان (سرعت عبور افراد) کاهش می‌یابد.

همچنین میتوانید به مقاله قانون اهم به زبان ساده برای یادگیری بیشتر مراجعه کنید.

---

۲. انواع مقاومت الکتریکی ثابت و کاربرد آن‌ها

انتخاب نوع مقاومت در طراحی و تعمیرات بسیار حیاتی است. جدول زیر مقایسه سریعی برای انتخاب درست است:

نوع مقاومت	دقت (تلورانس)	نویز (Noise)	کاربرد اصلی	قیمت
کربنی (Carbon Composition)	کم (۵٪ تا ۱۰٪)	زیاد	مدارهای آموزشی، غیرحساس	بسیار ارزان
فیلم فلزی (Metal Film)	زیاد (۱٪)	کم	مدارهای صوتی، آمپلی‌فایر، ابزار دقیق	متوسط
سیمی/آجری (Wirewound)	متوسط	بسیار کم	منابع تغذیه، مدارهای پرتوان (Power)	گران
فیلم اکسید فلز (Metal Oxide)	متوسط	کم	تحمل دمای بالا، ولتاژ بالا	متوسط
SMD (نصب سطحی)	متغیر	کم	بردهای موبایل، کامپیوتر و مدرن	ارزان

---

الف) مقاومت‌های آجری و سیمی (Wirewound)

• 📐 دیدگاه مهندسی (Design Perspective):
  مقاومت‌های سیمی به دلیل ساختار سیم‌پیچی، خاصیت سلفی (Inductive) دارند. یعنی در فرکانس‌های بالا مثل یک سلف عمل می‌کنند و نباید در مدارهای مخابراتی یا سوئیچینگ سریع (High Frequency) استفاده شوند مگر اینکه از نوع “Non-Inductive” باشند.

ب) مقاومت‌های نصب سطحی (SMD)

امروزه اکثر قطعات روی بردها SMD هستند. این مقاومت‌ها بر اساس سایز کدگذاری می‌شوند. ابعاد این قطعات بر اساس استاندارد انجمن مهندسی JEDEC تعیین می‌شود.

جدول ابعاد و توان استاندارد مقاومت‌های SMD:

کد پکیج (اینچ)	کد پکیج (متریک)	ابعاد تقریبی (mm)	توان معمول (Watt)	کاربرد رایج
0201	0603	0.6 x 0.3	1/20W	موبایل‌های جدید
0402	1005	1.0 x 0.5	1/16W	لپ‌تاپ و موبایل
0603	1608	1.6 x 0.8	1/10W	بردهای الکترونیکی عمومی
0805	2012	2.0 x 1.2	1/8W	عمومی و آموزشی
1206	3216	3.2 x 1.6	1/4W	عمومی با توان بالاتر
2512	6432	6.4 x 3.2	1W	شنت جریان (Sense)

💎 نکته طلایی: مقاومت صفر اهم (0 Ohm) چیست؟

شاید روی بردها مقاومتی با یک نوار سیاه یا کد “000” دیده باشید.

• کاربرد: این قطعه عملاً یک تکه سیم است! در طراحی مدار به عنوان جامپر (Jumper) برای عبور از روی مسیرهای دیگر یا به عنوان فیوز در صورت عبور جریان زیاد استفاده می‌شود تا راحت‌تر توسط دستگاه‌های اتوماتیک مونتاژ شود.

---

۳. مقاومت‌های متغیر (Variable Resistors)

الف) پتانسیومتر (Potentiometer)

سه پایه دارد و برای تقسیم ولتاژ استفاده می‌شود (مثل ولوم ضبط).

• 💡 واقعیت بازار کار (تفاوت نوع A و B): بسیاری از افراد نمی‌دانند که پتانسیومترها دو نوع اصلی دارند:
  1. نوع B (خطی – Linear): تغییرات مقاومت یکنواخت است (مناسب تنظیم ولتاژ منابع تغذیه).
  2. نوع A (لگاریتمی – Logarithmic): تغییرات در ابتدا کم و در انتها زیاد است (مخصوص کنترل صدا یا Volume).

ب) مقاومت‌های وابسته (NTC, PTC, LDR)

• NTC/PTC: مقاومت‌هایی که با تغییر دما مقدارشان عوض می‌شود. (NTC در ورودی پاورها برای جلوگیری از جرقه اولیه یا Inrush Current استفاده می‌شود).
• LDR: مقاومت وابسته به نور (فتوسل).

---

۴. خواندن مقدار مقاومت (کد رنگی و SMD)

استاندارد جهانی کدگذاری رنگی و عددی مقاومت‌ها بر اساس استاندارد IEC 60062 تدوین شده است.

ابزار آنلاین محاسبه:

ابزار محاسبه آنلاین کد رنگی مقامت ها:

ابزار محاسبه آنلاین کد عددی مقامت های smd:

💡 واقعیت بازار: سری‌های استاندارد E

شاید شما طبق فرمول به مقاومت ۵۰ اهم نیاز داشته باشید، اما در بازار پیدا نمی‌کنید! چرا؟ چون سازندگان طبق سری استاندارد E تولید می‌کنند.

جدول پرکاربردترین مقادیر سری E12 (رایج‌ترین مقاومت‌های بازار):

ضرایب پایه (اهم)	10	12	15	18	22	27	33	39	47	56	68	82
مثال:	$10Omega$	$1.2KOmega$	$150KOmega$	…	…	…	…	…	$4.7MOmega$	…	…	…

(نکته: تمام مقاومت‌های موجود در بازار مضربی از اعداد جدول بالا هستند)

---

۵. مشخصات فنی تخصصی (فراتر از مقدار اهم)

این بخش مرز بین یک آماتور و یک متخصص است.

۱. توان (Wattage)

حداکثر توانی که مقاومت می‌تواند به گرما تبدیل کند.

• 🛠 تجربه شخصی (قانون Derating):
  همیشه مقاومتی انتخاب کنید که توانش ۲ برابر توان مصرفی واقعی باشد. اگر محاسبات شما نشان می‌دهد مقاومت ۰.۲۵ وات گرما تولید می‌کند، هرگز از مقاومت ۰.۲۵ وات استفاده نکنید؛ چون به مرور زمان سیاه می‌شود و تغییر اهم می‌دهد.

۲. ضریب دمایی (TCR – Temperature Coefficient)

این پارامتر نشان می‌دهد که با گرم شدن مقاومت، مقدار اهم آن چقدر تغییر می‌کند (واحد: ppm/°C).

• چرا مهم است؟ در مدارهای دقیق اندازه‌گیری جریان (Shunt Resistors)، اگر از مقاومت معمولی با TCR بالا استفاده کنید، وقتی مقاومت داغ می‌شود، مقدارش تغییر کرده و دستگاه شما جریان را اشتباه اندازه‌گیری می‌کند!

۳. نویز (Noise)

همه مقاومت‌ها نویز گرمایی (Johnson Noise) تولید می‌کنند. در طبقات اولیه تقویت‌کننده‌های میکروفون، حتماً از مقاومت‌های متال‌فیلم استفاده کنید.

---

۶. کاربردهای عملی در طراحی مدار

الف) محدود کردن جریان LED

بدون مقاومت، LED فوراً می‌سوزد.

ابزار محاسبه مقاومت مورد نیاز LED در ولتاژ های مختلف

فرمول نحوه محاسبه حداقل مقدار مقاومت مورد نیاز برای روشن کردن بی خطر LED:

R_limited = (V_source − V_led) / I_led

• Vsource: ولتاژ منبع تغذیه
• Vled: ولتاژ کاری LED
• Iled: جریان کاری LED

ب) پول-آپ و پول-داون (Pull-up / Pull-down)

در میکروکنترلرها (مثل آردوینو یا AVR)، پایه‌ها نباید “رها” باشند. یک مقاومت (۱۰ کیلو اهم) پایه را به VCC یا GND متصل می‌کند تا از نویزهای محیطی جلوگیری کند.

---

۷. ترکیب مقاومت‌ها

• سری: $R_t = R_1 + R_2$ (برای افزایش مقدار اهم)
• موازی: $frac{1}{R_t} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2}$ (برای کاهش مقدار اهم و افزایش توان)

---

۸. نکات ایمنی (Safety First) ⚠️

رعایت نکات ایمنی نشان‌دهنده حرفه‌ای بودن شماست:

1. تخلیه خازن: قبل از تست مقاومت روی برد، حتماً خازن‌های بزرگ را دشارژ کنید. ولتاژ ذخیره شده در خازن می‌تواند مولتی‌متر شما را بسوزاند.
2. ولتاژ شکست: مقاومت‌ها ولتاژ شکست دارند. یک مقاومت معمولی ۱/۴ وات نمی‌تواند ولتاژ ۱۰۰۰ ولت را تحمل کند (حتی اگر توانش کم باشد) و جرقه می‌زند (Arcing).

---

۹. آموزش تخصصی عیب‌یابی بصورت عملی (راهنمای تعمیرکاران)

این بخش حاصل صدها ساعت تجربه عملی روی میز تعمیرات است.

آموزش های عملی نحوه تست مقاومت پایه دار و smd روی برد الکترونیکی.

الف) تست چشمی

مقاومت سوخته معمولاً سیاه می‌شود یا ترک می‌خورد. اما “Open Circuit” (قطع شدن داخلی) همیشه نشانه ظاهری ندارد.

ب) تست با مولتی‌متر (تکنیک رفع خطای Ghost Readings)

اگر مقاومت را روی برد تست کنید، ممکن است قطعات موازی (مثل خازن یا دیود) باعث شوند مولتی‌متر عدد غلط نشان دهد.

• قانون طلایی: برای اطمینان ۱۰۰٪، همیشه یک پایه مقاومت را با هویه آزاد کنید و سپس تست بگیرید.

جدول راهنمای سریع عیب‌یابی مقاومت:

نشانه ظاهری / رفتار مدار	علت احتمالی	راه حل پیشنهادی
سیاه شدن بدنه مقاومت	عبور جریان بیش از حد توان	تعویض با مقاومت هم‌مقدار اما وات بالاتر
ظاهر سالم اما مدار کار نمی‌کند	قطع داخلی (Open Circuit)	تست با تست بوق مولتی‌متر (اگر قطع باشد صدای بوق نمی‌آید یا عدد بی‌نهایت است)
صدای خش‌خش در اسپیکر	کثیفی پتانسیومتر ولوم	شستشو با اسپری ناهید خشک (آبی)
دستگاه زیر بار خاموش می‌شود	تغییر اهم مقاومت شنت (Sense)	تعویض دقیق مقاومت‌های کم‌اهم (مثل ۰.۲۲ اهم) در پاور

ج) 🔎 مورد مطالعاتی (Case Study): مقاومت‌های سنس (Sense Resistor)

در تعمیر پاورهای سوئیچینگ، مقاومتی کم‌اهم (مثلاً ۰.۲۲ اهم) وجود دارد که جریان ماسفت را کنترل می‌کند.

• مشکل: این مقاومت‌ها گاهی نمی‌سوزند، بلکه “اهم دزدی” می‌کنند! یعنی ۰.۲۲ اهم تبدیل به ۱ اهم می‌شود.
• نتیجه: دستگاه روشن می‌شود اما زیر بار خاموش می‌شود.
• راه حل: این مقاومت‌ها را حتماً با مولتی‌متر دقیق تست کنید یا بدون تست تعویض کنید.

ترفند عملی تعمیراتی در مورد پتانسیومتر و ولوم

---

۱۰. سوالات متداول (FAQ)

---

۱۱. منابع و مراجع معتبر (External References)

برای مطالعه استانداردهای جهانی و رعایت اصول علمی E-E-A-T، مراجع زیر پیشنهاد می‌شوند:

1. استاندارد کدهای رنگی (IEC 60062): جزئیات دقیق استاندارد جهانی کدگذاری قطعات در وب‌سایت کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC).
2. فیزیک مقاومت‌ها (Vishay Technical Notes): برای درک عمیق نویز، TCR و پایداری حرارتی، داکیومنت‌های فنی شرکت Vishay Intertechnology مرجع مهندسان طراح است.
3. استانداردهای پکیجینگ (JEDEC): ابعاد دقیق قطعات SMD توسط انجمن JEDEC تدوین می‌گردد.

---

آیا تجربه‌ای در سوختن عجیب مقاومت‌ها درارید؟ یا سوالی درباره محاسبه مقاومت برای پروژه خود دارید؟ در بخش نظرات بپرسید تا متخصصان ما پاسخ دهند.ما پاسخ دهند.*