آموزش الکترونیکالکترونیک

مقاومت چیست و چکار میکند؟ (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.

آنچه در این بخش در مورد مقاومت خواهیم گفت:

  • مقاومت چیست ؟
  • واحدهای مقاومت
  • نماد (مدار) مقاومت
  • مقاومت ها به صورت سری و موازی
  • تغییرات متفاوت مقاومت ها
  • رمزگشایی کدگذاری رنگ
  • رمزگشایی مقاومت در سطح
  • به عنوان مثال برنامه های مقاومت

برخی از مفاهیم این آموزش مبتنی بر دانش قبلی الکترونیک است. قبل از شروع به این آموزش ، پیشنهاد میشود ابتدا این موارد را بخوانید :

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.

برای یادگیری کامل آردوینو ، روی دوره آموزش آردوینو و برای یادگیری کامل الکترونیک، روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.

واحد های مقاومت

پایداری الکتریکی یک مقاومت با اهم اندازه گیری می شود. نماد یک اهم پایتخت یونگ – امگا است:تعریف Ω. (تا حدودی پر پیج و خم) از 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 کیلوگرم (kΩ) و مگا اهم (MΩ) بسیار معمول است مقاومت های میلی آمپر (mΩ) بسیار 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 (به طور عادی) 5.6MΩ نوشت.

نماد مقاومت در شماتیک

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:

نماد مقاومت در شماتیک
دو مقاومت طرح مشترک. R1 یک مقاومت 1kΩ به سبک آمریکایی است و R2 یک مقاومت 47kΩ به سبک بین المللی است.

خروجی های مقاومت هر یک ،خطوط گسترش یافته از مستطیل هستند. این خطوط سیم هایی هستند که به مدار متصل می شوند.

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. به عنوان مثال ، در اینجا چند مقاومت در مدار تایمر 555 وجود دارد:

مقاومت ها در مدار تایمر 555
در این مدار مقاومت ها نقش اساسی در تنظیم فرکانس خروجی تایمر 555 دارند. یک مقاومت دیگر (R3) جریان را از طریق یک LED محدود می کند.

انواع مختلف مقاومت

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.

مقاومت های دارای پایه و سطحی

مقاومت ها از نظر متصل شدن به برد بورد در دو نوع وجود دارند: مقاومت های پایه دار(معمولی) یا مقاومت های نصب سطحی . این نوع مقاومت ها معمولاً به صورت PTH (آبکاری شده بصورت پایه) یا SMD / SMT (فناوری یا دستگاه نصب سطحی) به اختصار بیان می شوند.

مقاومت های پایه دار دارای سیم های اتصال قابل انعطاف و طولانی هستند که می توانند در یک برد بورد فرو رفته یا با دست در یک صفحه نمونه اولیه یا صفحه مدار چاپی (PCB) لحیم شوند. این مقاومت ها معمولاً در تهیه برد بورد ها، نمونه سازی یا در هر موردی که ترجیح می دهید مقاومت های کوچک SMD به طول 0.6 میلی متر را لحیم نکنید ، کاربرد بیشتری دارند. سیم های اتصال بلند معمولاً نیاز به اصلاح دارند و این مقاومتها نیاز دارند فضای بسیار بیشتری نسبت به مشابهان خود را اشغال کنند.

بیشتر مقاومت های پایه دار معمولا در یک گروه محوری وجود دارند. اندازه یک مقاومت محوری نسبت به توان قدرت آن است. مقاومت 1/2Wمعمولا حدود 9.2 میلی متر عرض دارد ، در حالی که مقاومت 1/4Wکوچکتر وطول آن 6.3 میلی متر است.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید
مقاومت های دارای پایه
اندازه مقاومت نیم وات (½W) (بالایی) تا یک چهارم وات (¼W) (پایینی)

 

 

مقاومت های نصب شده روی سطح معمولاً مستطیل های سیاه کوچکی هستند که در هر دو طرف لبه های رسانا کوچک ، براق ، نقره ای دارند. این مقاومت ها در نظر گرفته شده اند تا در بالای PCB ها قرار بگیرند ، جایی که آن ها روی سکو های فرود لحیم می شوند. از آنجا که این مقاومت ها بسیار کوچک هستند ، معمولاً توسط یک ربات در جای خود قرار می گیرند و از طریق کوره فرستاده می شوند تا با لحیم کاری ذوب شوند و آن ها را در جای خود نگه دارد.

مقاومت های سطحی

مقاومت های SMD در اندازه های استاندارد وجود دارند. معمولاً یا 0805 (0.08 “طول و 0.05” عرض) ، 0603 یا 0402 هستند. آن ها برای تولید انبوه برد بورد یا در طرحهایی که آن مدت یک کالای ارزشمند است بسیار مناسب هستند. هر چند آنها دستی ثابت و دقیق برای لحیم کاری دستی دارند!

ترکیب سازنده مقاومت

مقاومت ها را می توان از مواد مختلف ساخت. مقاومت های متداول و مدرن از یک کربن ، فلز یا اکسید فلز ساخته می شوند. در این مقاومت ها ، یک لایه نازک از ماده رسانا (گرچه هنوز مقاومت می کند) در یک مارپیچ احاطه شده و توسط یک ماده عایق پوشانده می شود. بیشتر مقاومت های پایه دار (معمولی)با ترکیب لایه نازک کربن یا فلزی وجود دارند.

مطلب پیشنهادی:  دیود چیست و انواع آن (نحوه کار و نماد دیود)
ترکیب مقاومت ها
به داخل چند مقاومت با لایه کربن نگاه کنید. مقادیر مقاومت از بالا به پایین: 27Ω ، 330Ω و 3.3MΩ می باشد. در داخل مقاومت ، یک لایه کربن به دور یک عایق پیچیده شده است. پیچ بیشتر به معنای مقاومت بالاتر است.

مقاومت های پایه دار ممکن است سیم پیچ یا ساخته شده از فویل فلزی فوق العاده نازک باشد. این مقاومت ها معمولاً گرانتر و جزء سطح بالاتری هستند که بطور خاص برای ویژگی های منحصر به فرد خود مانند درجه بندی توان بالاتر یا دامنه حداکثر دما انتخاب می شوند.

مقاومت های نصب شده روی سطح معمولاً از نوع ضخیم یا لایه نازک هستند. لایه ضخیم معمولاً ارزان تر و دقیق تر از لایه نازک است. در هر دو نوع مقاومت ، یک لایه کوچک از آلیاژ فلز مقاومتی بین پایه سرامیک و پوشش شیشه / اپوکسی قرار می گیرد و سپس به لبه های رسانای انتهایی متصل می شود.

گروه های ویژه مقاومت

انواع مختلفی از مقاومت های ویژه با هدف خاص وجود دارد. مقاومت ها ممکن است در گروه ‌های از پیش برنامه‌ریزی‌شده پنج یا چند مقاومت باشند. مقاومت ها در این آرایه ها ممکن است یک پین مشترک داشته باشند یا به عنوان تقسیم کننده ولتاژ تنظیم شوند.

گروه های ویژه مقاومت
آرایه ای از پنج مقاومت 330Ω ، همه از یک انتها به هم گره خورده اند.

مقاومت متغیر (پتانسیومتر)

مقاومت ها نیز نباید ایستا باشند. مقاومت های متغیر ، معروف به رئوستا ، مقاومت هایی هستند که می توانند بین طیف خاصی از مقادیر تنظیم شوند. پتانسیومتر مشابه رئوستا است. پایه های آن دو مقاومت را به صورت سری بهم متصل می کنند و یک شیر مرکزی را بین آنها تنظیم می کنند و یک تقسیم کننده ولتاژ را تنظیم می کنند. این مقاومت های متغیر غالباً برای ورودی ها مانند دکمه های تنظیم صدا که باید قابل تنظیم باشند ، استفاده می شود.

مقاومت متغیر چیست

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.

تشخیص وات مقاومت

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.

تشخیص وات مقاومت

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:

فرمول محاسبه وات مقاومت

مقاومت های سری و موازی

مقاومت ها همیشه در الکترونیک با هم جفت می شوند ، معمولاً به صورت مدار سری یا موازی. وقتی مقاومت ها به صورت سری یا موازی با هم ترکیب می شوند ، یک مقاومت کلی ایجاد می کنند که می توان با استفاده از یکی از دو معادله محاسبه کرد. دانستن اینکه چگونه مقادیر مقاومت با هم ترکیب می شوند برای ایجاد یک مقدار مقاومت خاص مفید است.

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.

N مقاومت به صورت سری. مقاومت کل حاصل جمع کلیه مقاومت های سری است.

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:

فرمول محاسبه مقاومت موازی
و N مقاومت به طور موازی. برای یافتن مقاومت کلی ، مقدار مقاومت را معکوس کنید ، آنها را جمع کرده و سپس جواب بدست آمده را معکوس کنید.

(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:

فرمول خاص محاسبه مقاومت کل

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!

مطلب پیشنهادی:  سنسور چیست؟ انواع سنسور ها و نحوه کار حسگر

شبکه های مقاومت

استادان الکترونیک به عنوان مقدمه ای ویژه برای محاسبه مقاومتهای کل ، فقط می خواهند دانشجوهای خود را در معرض یافتن شبکه های مقاومت پیچیده قرار دهند.

یک سوال از شبکه مقاومت ممکن است چیزی مانند این باشد: “مقاومت ترمینال A تا B در این مدار چقدر است؟”

شبکه های مقاومت

برای حل چنین مشکلی ، باید از یه سمت مدار شروع کرده و آن مقاومت ها را به 2 بخش تبدیل کرد. در این حالت R7 ، R8 و R9 همه به صورت سری هستند و می توانند با هم جمع شوند. این سه مقاومت با R6 موازی هستند ، بنابراین می توان آن چهار مقاومت را با مقاومت R6 || (R7 + R8 + R9) به یکی تبدیل کرد. ساخت مدار ما:

حل معادلات شبکه مقاومت

اکنون چهار مقاومت را می توان حتی بیشتر ساده کرد. R4 ، R5 و انتگرال گیر R6 – R9 همه به صورت سری هستند و می توانند جمع شوند. سپس مقاومت های سری همه با R3 موازی هستند.

آموزش کامل بدست آوردن مقدار مقاومت

و این فقط سه مقاومت سری بین ترمینال های A و B است. بنابراین مقاومت کل آن مدار: R1 + R2 + R3 || (R4 + R5 + R6 || (R7 + R8 + R9)).

کاربرد های مقاومت در مدار

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.

محدود کردن جریان LED

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:

فرمول محدود کردن جریان LED

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.

آموزش معادله محدود کردن جریان LED

مدار تقسیم ولتاژ

تقسیم ولتاژ یک مدار مقاومت است که ولتاژ بزرگی را به ولتاژ کوچکتر تبدیل می کند. فقط با استفاده از دو مقاومت سری می توان ولتاژ خروجی ایجاد کرد که کسری از ولتاژ ورودی است.

در اینجا مدار تقسیم ولتاژ وجود دارد:

مدار تقسیم ولتاژ

دو مقاومت R1 و R2 به صورت سری به هم متصل شده اند و یک منبع ولتاژ (Vin) در سراسر آنها متصل است. ولتاژ Vout تا GND را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

فرمول محاسبه خروجی تقسیم ولتاژ

به عنوان مثال ، اگر R1: 1.7kΩ وR2: 3.3kΩ بود ، می توان ولتاژ ورودی 5 ولت را در ترمینال Vout به 3.3 ولت تبدیل کرد.

تقسیم کننده های ولتاژ برای خواندن سنسور های مقاومتی مانند فوتوسل ، حسگر های انعطاف پذیر و مقاومت های حساس به نیرو بسیار مفید هستند. نیمی از تقسیم ولتاژ سنسور است و قسمتی از آن یک مقاومت ایستا است. ولتاژ خروجی بین دو جزء به مبدل آنالوگ  دیجیتال روی میکروکنترلر (MCU) متصل است تا مقدار سنسور را بخواند.

مدار اتصال فتوسل و مقاومت
در اینجا یک مقاومت R1 و یک فوتوسل یک تقسیم ولتاژ ایجاد می کنند تا یک خروجی ولتاژ متغیر ایجاد کنند.

مقاومت های پول آپ

هنگامی که شما باید پین ورودی میکروکنترلر را به یک حالت شناخته شده متمایل کنید ، از مقاومت کششی (پول آپ) استفاده می شود. یک سر مقاومت به پایه MCU و انتهای دیگر آن به ولتاژ بالا (معمولاً 5 ولت یا 3.3 ولت) متصل است.

پیشنهاد میکنم برای درک کامل، مقاله مقاومت پول آپ و پول دان را بخوانید.

بدون مقاومت کششی ، ورودی های MCU می توانند شناور باشند. هیچ تضمینی وجود ندارد که یک پین شناور بالا (5 ولت) یا کم (0 ولت) باشد.

مقاومت های کششی اغلب هنگام ارتباط از یک دکمه یا ورودی سوئیچ استفاده می کنند. مقاومت کششی می تواند هنگام باز بودن کلید سوئیچ ورودی پین را ایجاد کند. و هنگامی که سوئیچ بسته است مدار را از اتصال کوتاه محافظت می کند.

مدار مقاومت های پول آپ

در مدار بالا ، وقتی سوئیچ باز است ، پین ورودی MCU از طریق مقاومت به 5 ولت متصل می شود. وقتی سوئیچ بسته می شود ، پایه ورودی مستقیماً به GND متصل می شود.

مقدار مقاومت کششی معمولاً نیازی به چیز خاصی ندارد. اما باید آنقدر بالا باشد که اگر 5 ولت یا بیشتر از آن استفاده شود ، قدرت زیادی از دست نرود. مقادیر معمولاً حدود 10kΩ به خوبی کار می کنند.

مقاومت های سری و موازی

مقاومت ها همیشه در الکترونیک با هم جفت می شوند ، معمولاً به صورت مدار سری یا موازی. وقتی مقاومت ها به صورت سری یا موازی با هم ترکیب می شوند ، یک مقاومت کلی ایجاد می کنند که می توان با استفاده از یکی از دو معادله محاسبه کرد. دانستن اینکه چگونه مقادیر مقاومت با هم ترکیب می شوند برای ایجاد یک مقدار مقاومت خاص مفید است.

مقاومت های سری

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

N مقاومت به صورت سری. مقاومت کل حاصل جمع کلیه مقاومت های سری است.

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:

فرمول محاسبه مقاومت موازی
و N مقاومت به طور موازی. برای یافتن مقاومت کلی ، مقدار مقاومت را معکوس کنید ، آنها را جمع کرده و سپس جواب بدست آمده را معکوس کنید.

(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:

مطلب پیشنهادی:  ارتباط UART چیست؟ مبانی ارتباط سریال UART

فرمول خاص محاسبه مقاومت کل

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!

شبکه های مقاومت

استادان الکترونیک به عنوان مقدمه ای ویژه برای محاسبه مقاومتهای کل ، فقط می خواهند دانشجوهای خود را در معرض یافتن شبکه های مقاومت پیچیده قرار دهند.

یک سوال از شبکه مقاومت ممکن است چیزی مانند این باشد: “مقاومت ترمینال A تا B در این مدار چقدر است؟”

شبکه های مقاومت

برای حل چنین مشکلی ، باید از یه سمت مدار شروع کرده و آن مقاومت ها را به 2 بخش تبدیل کرد. در این حالت R7 ، R8 و R9 همه به صورت سری هستند و می توانند با هم جمع شوند. این سه مقاومت با R6 موازی هستند ، بنابراین می توان آن چهار مقاومت را با مقاومت R6 || (R7 + R8 + R9) به یکی تبدیل کرد. ساخت مدار ما:

حل معادلات شبکه مقاومت

اکنون چهار مقاومت را می توان حتی بیشتر ساده کرد. R4 ، R5 و انتگرال گیر R6 – R9 همه به صورت سری هستند و می توانند جمع شوند. سپس مقاومت های سری همه با R3 موازی هستند.

آموزش کامل بدست آوردن مقدار مقاومت

و این فقط سه مقاومت سری بین ترمینال های A و B است. بنابراین مقاومت کل آن مدار: R1 + R2 + R3 || (R4 + R5 + R6 || (R7 + R8 + R9)).

کاربرد های مقاومت در مدار

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.

محدود کردن جریان LED

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:

فرمول محدود کردن جریان LED

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.

آموزش معادله محدود کردن جریان LED

مدار تقسیم ولتاژ

تقسیم ولتاژ یک مدار مقاومت است که ولتاژ بزرگی را به ولتاژ کوچکتر تبدیل می کند. فقط با استفاده از دو مقاومت سری می توان ولتاژ خروجی ایجاد کرد که کسری از ولتاژ ورودی است.

در اینجا مدار تقسیم ولتاژ وجود دارد:

مدار تقسیم ولتاژ

دو مقاومت R1 و R2 به صورت سری به هم متصل شده اند و یک منبع ولتاژ (Vin) در سراسر آنها متصل است. ولتاژ Vout تا GND را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

فرمول محاسبه خروجی تقسیم ولتاژ

به عنوان مثال ، اگر R1: 1.7kΩ وR2: 3.3kΩ بود ، می توان ولتاژ ورودی 5 ولت را در ترمینال Vout به 3.3 ولت تبدیل کرد.

تقسیم کننده های ولتاژ برای خواندن سنسور های مقاومتی مانند فوتوسل ، حسگر های انعطاف پذیر و مقاومت های حساس به نیرو بسیار مفید هستند. نیمی از تقسیم ولتاژ سنسور است و قسمتی از آن یک مقاومت ایستا است. ولتاژ خروجی بین دو جزء به مبدل آنالوگ  دیجیتال روی میکروکنترلر (MCU) متصل است تا مقدار سنسور را بخواند.

مدار اتصال فتوسل و مقاومت
در اینجا یک مقاومت R1 و یک فوتوسل یک تقسیم ولتاژ ایجاد می کنند تا یک خروجی ولتاژ متغیر ایجاد کنند.

مقاومت های پول آپ

هنگامی که شما باید پین ورودی میکروکنترلر را به یک حالت شناخته شده متمایل کنید ، از مقاومت کششی (پول آپ) استفاده می شود. یک سر مقاومت به پایه MCU و انتهای دیگر آن به ولتاژ بالا (معمولاً 5 ولت یا 3.3 ولت) متصل است.

پیشنهاد میکنم برای درک کامل، مقاله مقاومت پول آپ و پول دان را بخوانید.

بدون مقاومت کششی ، ورودی های MCU می توانند شناور باشند. هیچ تضمینی وجود ندارد که یک پین شناور بالا (5 ولت) یا کم (0 ولت) باشد.

مقاومت های کششی اغلب هنگام ارتباط از یک دکمه یا ورودی سوئیچ استفاده می کنند. مقاومت کششی می تواند هنگام باز بودن کلید سوئیچ ورودی پین را ایجاد کند. و هنگامی که سوئیچ بسته است مدار را از اتصال کوتاه محافظت می کند.

مدار مقاومت های پول آپ

در مدار بالا ، وقتی سوئیچ باز است ، پین ورودی MCU از طریق مقاومت به 5 ولت متصل می شود. وقتی سوئیچ بسته می شود ، پایه ورودی مستقیماً به GND متصل می شود.

مقدار مقاومت کششی معمولاً نیازی به چیز خاصی ندارد. اما باید آنقدر بالا باشد که اگر 5 ولت یا بیشتر از آن استفاده شود ، قدرت زیادی از دست نرود. مقادیر معمولاً حدود 10kΩ به خوبی کار می کنند.

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.

میخواهید برنامه نویسی STM32 را یاد بگیرید؟

دوره آموزش STM32

میخواهید الکترونیک را یاد بگیرید؟

دوره آموزش الکترونیک
دوره آموزش آردوینو

میخواهید آردوینو را به صورت پروژه محور یاد بگیرید؟ برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید

برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس عضو شوید.

محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید) سعی میکنم تمام نظرات را پاسخ دهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *