مقاومت چیست و چکار میکند؟ (کامل و به زبان ساده)

مقاومت‌ها در همه اجزاء الکترونیکی وجود دارند. آن‌ها در هر مدار یک قطعه ضروری هستند. و نقش مهمی در معادله مورد علاقه ما، یعنی قانون اهم ایفا می‌کنند. برخی از مفاهیم این آموزش مبتنی بر دانش قبلی الکترونیک است. قبل از شروع به این آموزش ، پیشنهاد میشود ابتدا این موارد را بخوانید :

• ولتاژ و جریان
• مقاومت و قانون اهم
• مدار چیست؟

مقاومت چیست؟

مقاومت ها اجزای الکترونیکی هستند که پایداری و دوام الکتریکی خاصی دارند و هرگز تغییر نمی کنند. مقاومت ها پایداری جریان الکترون ها را از طریق مدار محدود می کنند.

آنها اجزای منفعل هستند ، یعنی فقط برق مصرف می کنند (و نمی توانند آن را تولید کنند). مقاومت ها معمولاً به مدار هایی اضافه می شوند كه مكمل اجزای فعال مانند op-amp ها ، میكروكنترلر ها و دیگر مدار های انتگرال گیر باشند. معمولاً مقاومت ها برای محدود کردن جریان ، تقسیم ولتاژ و خطوط ورودی و خروجی استفاده می شوند.

واحد مقاومت

پایداری الکتریکی یک مقاومت با اهم اندازه گیری می شود. نماد یک اهم Ω است. در حقیقت 1 اهم (1Ω) مقاومت بین دو نقطه است که در آن 1 ولت انرژی پتانسیل اعمال شده 1 آمپر (1A) جریان را تحت فشار قرار می دهد.

طبق واحد های SI ، مقادیر بزرگتر یا کوچکتر اهم را می توان با یک پیشوند مانند کیلو ، مگا یا گیگا مطابقت داد ، تا مقادیر بزرگ را آسان تر بخوانید. مشاهده مقاومت در محدوده کیلواهم (kΩ) و مگا اهم (MΩ) بسیار طبیعی است و مقاومت های میلی اهم (mΩ) کمتر دیده می شوند. به عنوان مثال ، یک مقاومت 4،700Ω برابر با مقاومت 4.7kΩ است و یک مقاومت 5،600،000Ω را می توان 5،600kΩ یا 5.6MΩ نوشت.

پادکست زیر شما را با مقاومت ها آشنا میکند:

نماد مقاومت در مدار

همه مقاومت ها دارای دو خروجی هستند ، در هر انتهای مقاومت یک اتصال وجود دارد. هنگام مدل‌سازی یک طرح، یک مقاومت با یکی از این دو نماد نشان داده می‌شود:

مقاومت معمولا با یک مقدار و یک نماد(R) نشان داده می شود. مقدار نشان داده شده در اهم ، هم برای ارزیابی مدار و هم برای ساخت مدار بسیار حیاتی است. نام مقاومت معمولاً R قبل از یک عدد است. هر مقاومت در یک مدار باید یک نام و شماره منحصر به فرد خود را داشته باشد.

انواع مقاومت

انواع مقاومت ها عبارتند از:

• مقاومت ترکیب کربن
• ترمیستور
• مقاومت زخم سیم
• مقاومت فیلم فلزی
• مقاومت فیلم کربن
• مقاومت متغیر
• واریستور
• مقاومت وابسته به نور

برای شناخت انواع مقاومت، مقاله انواع مقاومت را مطالعه کنید.

وات مقاومت چیست

درجه توان یکی دیگر از مقادیر مقاومت است. با این وجود می تواند مهم باشد و موضوعی است که در هنگام انتخاب نوع مقاومت مطرح می شود.

توان ،سرعتی است که در آن انرژی به چیز دیگری تبدیل می شود.توان با ضرب اختلاف ولتاژ در دو نقطه در جریان جاری شده بین آنها محاسبه می شود و در واحد وات (W) اندازه گیری می شود. به عنوان مثال لامپ ها ، برق را به نور تبدیل می کنند. اما یک مقاومت فقط می تواند انرژی الکتریکی را که از طریق آن عبور می کند به گرما تبدیل کند. گرما معمولاً با وسایل الکترونیکی رابطه خوبی ندارد. گرمای زیاد منجر به دود ، جرقه و آتش می شود!

هر مقاومت دارای حداکثر درجه توان خاص است. برای اینکه مقاومت بیش از حد گرم نشود ، مهم است که اطمینان حاصل کنید که توان در یک مقاومت تحت حداکثر درجه بندی خود نگه داشته می شود. میزان توان یک مقاومت بر حسب وات اندازه گیری می شود و این میزان معمولاً بین 1/8وات یعنی (0.125) و 1W است. مقاومت هایی که دارای درجه توان بیش از 1 وات هستند معمولاً به عنوان مقاومت های توان شناخته می شوند و بطور خاص برای توانایی های اتلاف توان استفاده می شوند.

درجه توان یک مقاومت را معمولاً می توان با مشاهده اندازه بسته بندی آن استنباط کرد. مقاومت های استاندارد پایه دار معمولاً دارای درجه بندی های 1/4وات یا 1/2وات هستند. با هدف خاص تر ، مقاومت های توان ممکن است در واقع درجه توان خود را بر روی مقاومت لیست کنند.

این مقاومت های توان می توانند توان بسیار بیشتری را قبل از ذوب شدن تحمل کنند. از بالا به پایین سمت چپ نمونه هایی از مقاومت های 25 وات ، 5 وات و 3 وات با مقادیر 2Ω ، 3Ω 0.1Ω و 22kΩ وجود دارد. از مقاومت های کوچکتر برق اغلب برای مفهوم جریان استفاده می شود.
میزان توام مقاومت های نصب سطحی معمولاً با توجه به اندازه آنها نیز قابل قضاوت است. مقاومت های اندازه 0402 و 0603 معمولاً 1 / 16W ارزیابی می شوند و 0805 می تواند 1 / 10W مصرف کند.

اندازه گیری توان از طریق یک مقاومت

توان معمولاً با ضرب ولتاژ و جریان محاسبه می شود (P = IV). اما ، با استفاده از قانون اهم ، می توانیم از مقدار مقاومت در محاسبه توان نیز استفاده کنیم. اگر جریان جاری شده توسط یک مقاومت را بدانیم ، می توانیم توان را به صورت زیر محاسبه کنیم:

برای کسب اطلاعات بیشتر، مقاله مدار سری و موازی را بخوانید.

مقاومت های سری

هنگامی که به صورت سری متصل می شوند ، مقادیر مقاومت به سادگی جمع می شوند.

بنابراین ، به عنوان مثال ، اگر فقط باید مقاومت 12.33kΩ داشته باشید ، به دنبال مقادیر متداول مقاومت 12kΩ و 330Ω باشید و آنها را به صورت سری در کنار هم قرار دهید.

مقاومت های موازی

یافتن مقاومت ها به طور موازی کار چندان آسانی نیست. مقاومت کل N مقاومت ها به طور موازی معکوس حاصل از مجموع مقاومت های معکوس است. این معادله ممکن است معنی بیشتری نسبت به جمله آخر داشته باشد:

(معکوس مقاومت در واقع رسانایی نامیده می شود ، بنابراین به طور خلاصه تر بیان می شود: رسانایی مقاومت های موازی حاصل جمع هر رسانایی آنهاست).

مورد خاص این معادله: اگر فقط دو مقاومت به طور موازی داشته باشید ، می توان مقاومت کل آنها را با این معادله کمی معکوس محاسبه کرد:

به عنوان یک مورد خاص تر از آن معادله ، اگر دو مقاومت موازی با مقدار برابر داشته باشید ، مقاومت کل نیمی از مقدار آنها است. به عنوان مثال ، اگر دو مقاومت 10kΩ به طور موازی باشند ، مقاومت کل آنها 5kΩ است.

یک روش کوتاه برای گفتن دو مقاومت به طور موازی با استفاده از عملگر موازی است: ||. به عنوان مثال ، اگر R1 موازی R2 باشد ، می توان معادله مفهومی را نوشت: R1 || R2. بسیار قضیه را ساده تر می کند ، و همه آن بخش های پیچیده دیگر را پنهان می کند!

کاربرد مقاومت در مدار

از کاربرد های مهم مقاومت ها میتوان به مدار تقسیم ولتاژ و مقاومت پول آپ و پول دان اشاره کرد.

مقاومت تقریباً در هر مدار الکترونیکی وجود دارد. در اینجا چند نمونه از مدارها آورده شده است که به شدت به همراهی مقاومت ما بستگی دارد.

محدود کردن جریان LED: مقاومت ها برای اطمینان از عدم انفجار LED ها در هنگام تأمین برق کلیدهای اصلی هستند. با اتصال یک مقاومت به صورت سری به LED می توان جریان عبوری از دو جزء را به مقدار مطمئن محدود کرد.

هنگام اندازه گیری یک مقاومت محدود کننده جریان ، به دنبال دو مقدار مشخصه LED باشید: ولتاژ معمول جلو و حداکثر جریان جلو. ولتاژ رو به جلوی معمول ولتاژی است که برای روشن شدن یک LED مورد نیاز است و بسته به رنگ LED متفاوت است (معمولاً بین 1.7 ولت و 3.4 ولت است). حداکثر جریان رو به جلو معمولاً در حدود 20 میلی آمپر برای LED های پایه است. جریان مداوم از طریق LED همیشه باید برابر یا کمتر از آن درجه جریان باشد.

هنگامی که از این دو مقدار چشم پوشی کردید ، می توانید یک مقاومت محدود کننده جریان را با این معادله اندازه گیری کنید:

و VS ولتاژ منبع است – معمولاً ولتاژ باتری یا منبع تغذیه. VF و IF ولتاژ جلو LED و جریان مطلوبی است که از آن عبور می کند.

به عنوان مثال ، فرض کنید باتری 9 ولت برای تأمین انرژی LED دارید. اگر LED شما قرمز باشد ، ممکن است ولتاژ جلو در حدود 1.8 ولت باشد. اگر می خواهید جریان را به 10mA محدود کنید ، از یک مقاومت سری 720Ω استفاده کنید.

سوالات متداول

مقاومت چیست؟

مقاومت ها اجزای الکترونیکی هستند که پایداری و دوام الکتریکی خاصی دارند و هرگز تغییر نمی کنند. مقاومت ها جریان الکترون ها را از طریق مدار محدود می کنند.

انواع مختلف مقاومت ها کدام است؟

مقاومت ها به اشکال و اندازه های مختلفی ارائه می شوند. ممکن است از طریق پایه یا سطح نصب شوند. آن ها ممکن است یک مقاومت استاندارد ، ساکن ، یک بسته مقاومت یا یک مقاومت متغیر ویژه باشند.

کاربرد مقاومت در مدار الکتریکی چیست؟

مقاومت های برای محدود کردن جریان، به عنوان پول آپ برای بالا کشیدن، به عنوان پول دان برای پایین کشیدن خط و … استفاده میشوند.