انواع مقاومت ها و کاربرد آنها :
خاصیتی که از طریق آن با جریان مخالفت می شود مقاومت نامیده می شود، واحد مقاومت اهم است. مقدار مقاومت نسبت مستقیم با مقاومت و طول ماده به کار رفته دارد در حالی که با مساحت نسبت معکوس دارد.
مقاومت ها بر اساس پارامترهایی دسته بندی می شوند از جمله :
درجه بندی قدرت
آستاته تحمل
ضریب دمایی
نویز
پاسخ فرکانسی
پایداری
مقاومت ها را می توان به دو دسته زیر طبقه بندی کرد:
مقاومت های ثابت
مقاومت های متغیر
مقاومت های مقدار ثابت
الف ) این مقاومت ها در طول عمر خود دارای یک مقدار ثابت هستند. یعنی پس از ساخته شدن مقدار این مقاومت ها ثابت می شود. چند نمونه از این مقاومت ها به شرح زیر می باشد.
مقاومت های ترکیب کربن:
مقاومت ترکیب کربن به شکل استوانه ای است. عنصر مقاومتی این مقاومت از پودر کربن یا پودر گرافیت مخلوط با خاک رس سرامیکی تشکیل شده است. این مقاومت دارای دو کلاهک فلزی متصل است و دو سیم از دو سر آن خارج می شود. مقاومت با یک پوشش پلاستیکی پوشانده شده است. از کربن تشکیل شده است. آنها عموماً برای مقاومت در برابر پالس های انرژی بالا استفاده می شدند، اما در حال حاضر منسوخ شده اند زیرا ضریب دمایی و پایداری ضعیف دارند. نویز بیشتری تولید می کنند و دقت کمتری دارند. آنها اکنون با مقاومت های فیلم کربن جایگزین شده اند.
کاربرد در : حفاظت از مدارها، منابع تغذیه ولتاژ بالا، محدود کردن جریان.
مقاومت فیلم کربن:
مقاومت فیلم کربنی با قرار دادن یک لایه نازک از فیلم کربن بر روی بستر سرامیکی ساخته می شود. فیلم کربن به شکل مارپیچ رسوب می کند. با تغییر گام مارپیچ می توان مقدار مقاومت را تغییر داد. مقاومت‌های فیلم کربنی کم‌هزینه هستند و همچنین در مقایسه با مقاومت ترکیب کربن، نویز کمتری تولید می‌کنند. مقدار تحملشان کمتر از مقاومت های ترکیب کربنی است. این نوع مقاومت ها در برابر ولتاژ بالا و دمای بالا استفاده می شوند و در طیف وسیعی از مقادیر موجود هستند.
کاربرد در : منبع تغذیه ولتاژ بالا، رادار، اشعه ایکس و لیزر.
مقاومت فیلم فلزی
مقاومت های فیلم فلزی از لحاظ ساختار بسیار شبیه به مقاومت های فیلم کربنی هستند. آنها با قرار دادن یک فیلم فلزی بر روی بستر سرامیکی ساخته می شوند. این نوع از مقاومت ها هزیته کمی در بردارند. همچنین در مقایسه با مقاومت های ترکیب کربن نویز کمتری تولید می کنند و پایداری بالا و ضریب دمای پایین دارند.
کاربردها: فیلترهای فعال، مدارهای پل و در مدارات فرکانس بالا.
مقاومت فیلم اکسید فلز
از نظر ساختاری کاملاً شبیه به مقاومت فیلم فلزی و فیلم کربنی هستند اما در اینجا به جای فلز یا کربن، لایه اکسید فلزی بر روی بستر سرامیکی قرار می گیرد. اکسید قلع به طور کلی به عنوان فیلم اکسید فلز استفاده می شود. قیمت پایینی دارند و در مقایسه با مقاومت های فیلم فلزی، نویز بیشتری تولید می کنند، ناپایدار هستند ، تحمل کمی دارند وضریب دمایی ضعیف تری دارند اما از نظر تولید نویز، پایداری و تحمل، بهتر از مقاومت های فیلم کربنی هستند.
کاربردها: کاربردهای با استقامت و دمای بالا
مقاومت های سیمی
ساختار مقاومت سیم پیچ به گونه ای است که سیم مقاومتی فلزی روی مواد سرامیکی پیچیده می شود. مقاومت های سیم پیچ به ضخامت سیم فلزی بستگی دارد. از آلیاژهای فلزی مس یا نقره به عنوان ماده سیم پیچ استفاده می شود. از مزایای این نوع مقاومت ها این است که دقت بسیار بالایی ارائه می دهند. همچنین دارای ضریب مقاومت دمایی بسیار پایینی هستند. به دلیل این ضریب مقاومت دمای پایین، آنها برای کاربردهای با دقت بالا و همچنین برای کاربردهای توان بالا بسیار کاربردی اند. با این حال، باید به خاطر داشت که این نوع مقاومت ها برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب نیستند.
کاربردها: سیستم های استریو و برنامه های کاربردی با قدرت بالا مانند مبدل ها و تلویزیون ها
مقاومت های نصب سطحی(SMD):
مقاومت های روی سطح بسیار ریز هستند و عموماً در مادربردها استفاده می شوند. ترکیب مقاومت های نصب سطحی به گونه ای است که یک لایه نازک از فیلم مقاومتی بر روی بدنه سرامیکی مقاومت رسوب می کند. به طور کلی فیلم فلزی یا فلز اکسید شده به عنوان مقاومت استفاده می شود. در قسمت بالایی این مقاومت یک لایه عایق نازک قرار گرفته است. کنتاکت های فلزی در دو طرف مقاومت های نصب سطحی قرار دارند. اینها وجود دارند تا بتوان مقاومت ها را روی PCB لحیم کرد. به دلیل ساختار داخلی دقت بسیار بالا و تحمل پایینی دارند.
مقاومت های مقدار متغییر
مقاومت های متغیر دارای سه پایانه است که ولتاژ آن به کمک یک کنتاکت متحرک به صورت دستی قابل تنظیم است تا جریان الکتریکی از طریق آن پایه کنترل شود.هر مقاومت متغیر دارای نوعی کنترل مکانیکی یا الکترونیکی برای تغییر مقاومت خود خواهد بود، بر اساس تغییر این مقاومت، ولتاژ دو طرف آن و جریان عبوری از آن با توجه به قانون اهم کنترل می شود. واضح ترین کاربرد پتانسیومتر که بیشتر ما مشاهده کرده ایم، کنترل صدا در رادیو و سایر تجهیزات صوتی است.
مقاومت پتانسیومتر
پتانسیومتر چرخشی از دو کنتاکت ترمینال (پایه 1 و 3) با مقاومت یکنواخت تشکیل شده است که به شکل نیم دایره قرار گرفته و ترمینال میانی (پایه 2) از طریق یک کنتاکت کشویی به نام جاروبک به مقاومت متصل می شود. دستگیره چرخانده می شود تا کنتاکت لغزنده را در طول مقاومت حرکت دهد که به نوبه خود مقاومت POT را تغییر می دهد. خروجی، بین یکی از پایانه های نیم دایره و ترمینال متصل به کنتاکت کشویی(پایه وسط) گرفته می شود.
پتانسیومتر دوبل
پتانسیومترهای دوبل با قرار دادن دو ردیف پایه در کنار هم با یک شفت طراحی می شوند، این نوع ترکیب بیشتر از بقیه استفاده می شود اگرچه می‌توانیم بیش از دو ردیف پتانسیومتر را با یک ولوم تنظیم کنیم اما انجام این کار چندان رایج نیست. در کنترل صدای استریو و سایر برنامه‌هایی که باید ۲ کانال را همزمان تنظیم کرد استفاده می‌شود.
مقاومت های رئوستا
رئوستا یک سیم مقاومتی روی یک لوله باز از سرامیک است که با پوششی از مینای شیشه ای پوشانده شده است.
مقاومت های تریمر
تریمرها(Trimmers) یا تریم پات ها (Trimpots) نوع خاصی از پتانسیومترهای چرخشی هستند که می توانند یک بار در مدار ثابت شوند و برای انجام تنظیمات گاه به گاه مدار استفاده شوند. جاروبک دوار روی POT را می توان با استفاده از یک پیچ گوشتی تیغه ای کوچک یا یک ابزار پلاستیکی مشابه تنظیم کرد. آنها مواد معمولی هستند که به عنوان مسیر مقاومتی یا ترکیب کربن یا سیمان مورد استفاده قرار می گیرند. آنها هم به صورت اسکلت باز و هم در بسته بندی مربع مانند مثل شکل زیر در دسترس هستند.
از لحاظ قیمت پایین ، اندازه کوچک و کاربرد آسانی که دارند ، بیشتر در مدارات کاربردی که نیاز به تنظیمات و کالیبراسیون دارند، ترجیح داده می شوند. پتانسیومترهای تریم هم در یک چرخش و هم در چند دور در دسترس هستند، طول عمر مشترک آنها فقط بین 100 تا 200 چرخه است. هنگامی که تریمر به عنوان یک مقاومت متغیر در مدار استفاده می شود، پتانسیومتر از پیش تعیین شده نامیده می شود.
پتانسیومتر چند دور (Multi-Turn)
این نوع پتانسیومتر با یک جاروبک طراحی شده اند که به صورت مارپیچ با استفاده از چرخ دنده کرمی شکل هدایت می شود. معمولاً این پتانسیومتر دارای چندین دورچرخش مانند 5،10 یا 20 برای دقت بیشتر هستند. این نوع پتانسومتر مانند مقاومت تریمرکه روی PCB استفاده می شوند دارای دقت بالایی است .
پتانسیومترهای دیجیتال
پتانسیومترهای چرخشی و خطی پتانسیومترهای مکانیکی هستند که معایب کمی مانند تغییرات دقت در آنها وجود دارد. پتانسیومتر دیجیتال یا Digi POT می تواند دقیق ترین اندازه گیری ها را در بین انواع مختلف پتانسیومتر ارائه دهد. اندازه، رانش مقاومت، آلودگی جاروبک، رطوبت، سایش مکانیکی، حساسیت به لرزش و غیره از دیگر معایب پتانسیومترهای مکانیکی است.
پتانسیومترهای دیجیتال تحت تأثیر هیچ یک از واقعیت های محیطی مانند ارتعاشات، رطوبت، ضربه ها و آلودگی جاروبک قرار نمی گیرند و بر تمام معایب پتانسیومترهای مکانیکی غلبه می کنند. آنها مزایایی مانند قابلیت اطمینان بالا، افزایش دقت، رانش مقاومت ناچیز، اتلاف انرژی بسیار کم و غیره را ارائه می دهند. M62429 Digipot از Renesas و MCP41010 از میکروچیپ تعدادی از IC های پتانسیومتر دیجیتال محبوب هستند.
پتانسیومتر خطی
پتانسیومتر خطی عملکردی مشابه پتانسیومتر دوار دارد، اما به جای مقاومت نیم دایره ای، در اینجا یک مقاومت خطی با یک کنتاکت کشویی وجود خواهد داشت. دو سر مقاومت خطی به منبع یا ولتاژ ورودی متصل می شوند، خروجی بین تماس کشویی و هر انتهای مقاومت خطی گرفته می شود. گلدان های خطی معمولاً برای اندازه گیری ولتاژ در یک شاخه از مدار، برای اندازه گیری مقاومت داخلی سلول باتری و همچنین برای مقایسه یک سلول باتری با یک سلول استاندارد استفاده می شود.
