مقاومت فلزی و کاربرد آن در صنعت الکتریکی چیست؟

یکی از مهمترین اجزای هر مدار الکترونیکی مقاومت است. استفاده از مقاومت ها به ما کمک می کند تا مقدار جریان را محدود کنیم یا در قسمت خاصی از مدار افت ولتاژ خاصی ایجاد کنیم. بسته به شرایط و کاربرد مدار، انواع مختلفی از مقاومت ها تولید شده است که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند. برای درک بهتر مقاومت های فلزی و کاربرد آنها در صنعت الکترونیک، ابتدا لازم است شناخت کلی از این مقاومت ها داشته باشیم و سپس انواع مختلف آن ها را بشناسیم. بسیاری از مقاومت های موجود در بازار از فلزات و نیمه فلزات (نیمه هادی ها) استفاده می کنند، بنابراین دامنه تنوع در این محصولات می تواند زیاد باشد.

مقاومت چیست و چگونه کار می کند؟

به زبان ساده، این قطعه ای است که مقدار جریان را کاهش می دهد. این قطعه با توجه به قانون اهم، حد مقاومت مشخصی برای تامین جریان مناسب با توجه به نیاز اپراتور برای ادامه مسیر مدار دارد. البته این فقط یک تعریف کلی و ساده از قطعه است. در تعریف علمی، مقاومت به عنوان یک جزء الکتریکی غیرفعال تعریف می شود که مقدار مشخصی مقاومت، در برابر جریان ایجاد می کند.

این بخش با استفاده از ساختار شیمیایی و آرایش مولکولی برخی از مواد (معمولاً کربن)، بخشی از جریان را به انرژی گرمایی تبدیل می کند و اجازه عبور آن را نمی دهد. باید به خاطر داشت که در این مورد مقدار، بسیار مهم است. مقاومت مجاز این مقدار تعیین می کند که قطعه شما چه مقدار جریان را می تواند تحمل کند.

ساختار مقاومت

این قطعات الکترونیکی از نظر ظاهری یکسان به نظر می رسند. این قطعات شبیه یک کرم کوچک با خطوط رنگارنگ در کناره هستند. مقاومت ها انواع مختلفی دارند. رایج ترین آنها میله های سرامیکی هستند که در داخل با سیم های مسی پیچ خورده اند. تعداد دورهای مسی و ضخامت مس استحکام قطعه را تعیین می کند.هرچه سیم مسی بلندتر و ضخیم تر باشد، مقاومت آن بیشتر می شود. همچنین مقاومت هایی وجود دارند که جایگزین کویل های مسی با الگوی مارپیچ کربنی می شوند. این حالت برای ساخت مقاومت های کم ارزش استفاده می شود.

معرفی انواع مقاومت:

به طور خلاصه، اول از همه، مقاومت ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: "مقاومت ثابت و مقاومت متغیر". هر کدام از این محصولات دارای کاربردهایی هستند که برای درک بهتر این موضوع باید اطلاعات کافی در مورد آنها داشته باشید. در برخی از مقاومت ها از فلزات مختلفی برای افزایش مقاومت استفاده می شود و در بسیاری از موارد معمولاً از فلزات و سایر مواد اولیه برای ایجاد مقاومت استفاده می شود.

استفاده گسترده از فلزات در تولید مقاومت منجر به سردرگمی در مراحل اولیه بازرسی برای بسیاری از مقاومت های فلزی شده است. اما مقاومت های فیلم فلزی را اغلب مقاومت های فلزی می نامند. در زیر، با هم به بررسی جزئیات بیشتر این محصولات خواهیم پرداخت.

مقاومت فلزی چیست؟

مقاومت های فیلم فلزی که در بازار به مقاومت های فلزی معروف هستند، از یک فیلم فلزی (لایه نازک) برای محدود کردن مقدار جریان در مدار استفاده می کنند. این لایه معمولاً از کربن، نیکل، کروم، آنتیموان، قلع و .. تشکیل شده است. در این مقاومت ها معمولاً لایه فلزی عنصر روی یک قسمت سرامیکی قرار می گیرد، این لایه های فلزی نازک در برابر عبور گرما و جریان مقاومت می کنند.یکی از مزیت های این نوع مقاومت ها این است که می توانند در دمای بسیار بالا بدون هیچ مشکلی کار کنند و به همین دلیل است که مقاومت های فلزی و کاربرد آن ها در صنعت الکترونیک بسیار مورد توجه صحنه صنعتی قرار می گیرد. این مقاومت ها به خوبی کار می کنند، از طرفی استفاده از فلز متفاوت به جای کربن قیمت نهایی آنها را کاهش می دهد، بنابراین اکثر مقاومت های موجود در بازار از این نوع هستند.

برای تولید این محصولات، یک لایه فلزی پیچیده شده یا در امتداد یک بستر فلزی قرار می ‌گیرد تا بخش‌ها را بپوشاند؛ سپس از لیزر برای برش فلز به بخش‌های خاص و با دقت بسیار دقیق تا مقدار مقاومت مورد نظر استفاده می‌شود. همچنین خوب است بدانید که استحکام نهایی این محصولات به عرض برش فیلم فلزی و ضخامت آن بستگی دارد.

کاربرد مقاومت های فلزی در صنعت:

برای درک بهتر مقاومت‌ های فلزی و کاربرد آن‌ها در صنعت الکترونیک، بهتر است ابتدا بر مزایای استفاده از چنین مقاومت‌ هایی تمرکز کنیم. درک این مزایا به ما کمک می کند تا کاربرد آن را در موقعیت های مختلف بهتر درک کنیم. مزایای مقاومت فیلم فلزی عبارتند از:

    اندازه بسیار کوچک
    مقاومت بالا در برابر افزایش دما یا تغییر دما
    ثبات کاری طولانی مدت
    محدوده عملیاتی گسترده برای شرایط مختلف
    تلفات عملیاتی کمتری نسبت به مقاومت های کربنی یا محصولات ساخته شده با فلزات نیمه رسانا وجود دارد.
    قیمت مناسب، هزینه کلی کمتر، مناسب برای صنعت الکترونیک

وجود این مزایا باعث کاربرد این محصولات در مدارهای مختلف الکترونیکی شده است. به عنوان مثال در بردهای الکترونیکی رادیوهای قدیمی نمونه ظریفی از چنین مقاومتی را مشاهده می کنید، از سوی دیگر در صنعت از مقاومت های فلزی بزرگتر با استحکام و قدرت بسیار بالا استفاده می شود.انواع مقاومت های فلزی:

مقاومت های فلزی سازه انواع مختلفی دارند و هر نوع در شرایط متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین با توجه به طبقه بندی اولیه (مقاومت ها به دو دسته ثابت و قابل تنظیم تقسیم می شوند) می توان از منظر دیگری به مقاومت های فلزی و کاربرد آنها در صنعت الکترونیک نگاه کرد.

انواع مقاومت های فلزی عبارتند از:

    مقاومت ثابت: همانطور که از نام آن پیداست، این مقاومت ها مقادیر ثابتی دارند که قبل از انتخاب باید به دقت در نظر گرفته شوند. از این محصولات در مواقعی استفاده می شود که با میزان اُهم ثابت داریم.
    مقاومت های قابل تنظیم: این مقاومت ها با مقاومت های متغیر بسیار متفاوت هستند. تفاوت اصلی این دو محصول در این است که مقاومت های قابل تنظیم را قبل از طراحی مدار روی مقدار اهم مورد نظر قرار می دهیم و با قرار دادن آنها در مدار دیگر نمی توانیم مقدار مقاومت آنها را تغییر دهیم. یعنی زمانی که این محصولات نصب می شوند عملکردی مشابه مقاومت های ثابت دارند.
    مقاومت زبانه دار: این نوع مقاومت دارای بیش از 2 هدر است که این محصولات بسته به هدرهای مورد استفاده در مدار می توانند 2 تا 4 مقدار مقاومت متفاوت را به شما بدهند.
    مقاومت های فلزی متغیر: مقدار مقاومت این محصولات به راحتی قابل تنظیم است، یک مثال آشنا ممکن است یک ولوم رادیویی یا سایر دستگاه های کنترل جریان متغیر باشد.

انواع دیگر مقاومت های فلزی:

برای درک بهتر مقاومت‌ های فلزی و کاربرد آن‌ ها در صنعت الکترونیک، لازم است بدانید که انواع دیگری از مقاومت‌ ها را می ‌توان به عنوان مقاومت‌ های فلزی در بخش‌ های مختلف بازار معرفی کرد. دلیل این شباهت روش های مختلف استفاده از نامگذاری فلزات در ساخت این محصولات است. در زیر به معرفی مختصری برای خوانندگان این محصولات می پردازیم:

    مقاومت‌ های سیمی: این مقاومت‌ ها به دو دسته تقسیم می ‌شوند: قدرت و دقت. نمونه های دقیق با توان کمتر از 2 وات برای مدارهای با دقت بسیار بالا. مدل های برقی بین 2 تا 200 وات می توانند محدوده جریان بیشتری را عبور دهند، البته با دقت کمتر. ساختار این مقاومت به صورت سیم پیچ بر روی هسته سرامیکی است و نباید در فرکانس های بالا استفاده شود زیرا باعث ایجاد بارهای القایی می شوند. همچنین گاهی اوقات این مقاومت ها با پوشش سرامیکی که به محصولات مقاومت آجری نیز معروف است پوشانده می شوند.

    مقاومت های لایه ای: این مقاومت ها با استفاده از ترکیب لایه های سیم و کربن تولید می شوند. دقت این محصولات معمولاً بسیار بالاست، بنابراین در مدارهای بسیار دقیق استفاده می شوند.البته توجه داشته باشید که فلزات مختلف ذکر شده در بخش بالا و همچنین کربن و عناصری به نام نیمه هادی ها یا نیمه فلزات در تولید استحکام بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

برای اندازه گیری مقاومت از چه ابزاری استفاده می شود؟

اهم متر یک ابزار الکترونیکی است که برای اندازه گیری مقاومت مدار یا قطعه الکترونیکی استفاده می شود. جریان مخالف، معیاری از مقاومت در مدار است. واحد مقاومت اهم (Ω) است.اهم متر با اعمال جریان به مدار یا قطعه و سپس اندازه گیری ولتاژ حاصل کار می کند. دستگاه مقدار مقاومت را با استفاده از فرمول قانون اهم V = IR محاسبه می کند. برای اندازه گیری مقاومت نیز می توان از مولتی متر آنالوگ و مولتی متر دیجیتال استفاده کرد. برای بررسی مقاومت با اهم متر، باید برق مدار را قطع کرده و مقاومت را اندازه گیری کنیم.اهم مترها بر اساس ساختارشان انواع مختلفی دارند. این دستگاه ها شامل میکرومتر های مبتنی بر میکرو، میلی، مگا، مولتی متر دیجیتال، سری، شانت و اهم متر چند درجه ای می باشد.

استفاده های رایج در دنیای واقعی از مقاومت ها

این قطعات الکترونیکی قطعات بسیار رایج در ساخت تجهیزات الکترونیکی هستند. به طور معمول، مقاومت هایی را خواهید دید که برای کنترل جریان، تولید گرما، توزیع ولتاژ و کنترل نوسانات ولتاژ مرتبط با خازن ها، جذب توان در فرستنده های RF و سایر کاربردها استفاده می شود.

به طور خلاصه، هیچ وسیله الکترونیکی در جهان بدون مقاومت وجود ندارد. اگرچه مقاومت ها باعث هدر رفتن برق می شوند، اما فواید و کاربردهای زیادی در زندگی روزمره ما دارند.این قطعات الکترونیکی یکی از اجزای اصلی لامپ هستند. هنگامی که جریان از فیلامنت عبور می کند، به دلیل اندازه کوچک آن می تواند بسیار داغ شود. در حالی که این مکانیسم انرژی زیادی را هدر می دهد، ما باید از آن برای دریافت نور استفاده کنیم. لامپ های مورد استفاده امروزه بسیار کارآمدتر از لامپ های رشته ای قدیمی هستند. استفاده از مقاومت های متغیر نیز برای ما مفید است. تلویزیون، رادیو، بلندگو های بزرگ و غیره همگی بر اساس عملکرد مفید این قطعات الکترونیکی کار می کنند.

عملکرد مقاومتی

مقاومت های الکترونیکی یکی از اجزای اکثر مدارهای الکترونیکی هستند. تقریباً تمام وسایل الکترونیکی از آن استفاده می کنند. مقاومت ها اغلب به اختصار R خوانده می شوند. واحد مقاومت یک اهم (Ω) است. کلمه OHM از نام مخترع آن جورج سیمون اهم گرفته شده است. خواص مقاومتی در مدارهای الکترونیکی شامل موارد زیر است:

    به عنوان محدود کننده جریان استفاده می شود
    به عنوان تنظیم کننده جریان استفاده می شود
    به عنوان تقسیم کننده ولتاژ استفاده می شود
    به عنوان کاهنده ولتاژ استفاده می شود

فرمول مقاومت

واحد SI مقاومت اهمی [Ω] است. مقادیر کمتر و بیشتر اهم عبارتند از: میلی اهم، کیلو اهم [KΩ] و مگا اهم [MΩ]. بنابراین،مقاومت را می توان به عنوان ولتاژ مورد نیاز برای تولید 1 آمپر جریان در یک مدار الکترونیکی تعریف کرد. اگر مداری برای تولید 1 آمپر به 100 ولت نیاز داشته باشد، مقاومت آن 100 اهم خواهد بود.

تفاوت بین مقاومت ثابت و مقاومت متغیر چیست؟

در پاسخ به این که چه تفاوتی بین این نوع مقاومت وجود دارد، باید گفت که پاسخ در نام آن مشخص است.در حالی که مقاومت های ثابت توانایی تغییر مقاومت را ندارند و پس از قرار گرفتن در مدار به کاربر همان مقدار ثابت را می دهند، در مورد این نوع مقاومت ها اینطور نیست.

یک مقاومت متغیر شامل یک عنصر مقاومتی ثابت و یک عنصر کشویی است که مستقیماً به عنصر دیگری از مقاومت اصلی متصل است. به عبارت دیگر، سه اتصال را در مقاومت متغیر می بینیم؛ دو اتصال ثابت به طرفین مقاومت و یک مقاومت متحرک که بسته به انتخاب کاربر، قسمت های مختلف مجموعه اصلی را حرکت داده و لمس می کند.

راز نحوه عملکرد این مقاومت چیست؟ سطح مقاومت داخلی را در مسیر فعلی به صورت دستی تغییر دهید.البته به خاطر داشته باشید که برخی از انواع مقاومت های متغیر نیاز به تعویض دستی مقاومت تحت نظارت کاربر دارند؛ برخی دیگر بر اساس شرایط محیطی مانند نور، گرما یا فشار، مقاومت را تغییر می دهند.

رنگ مقاومت الکتریکی

اکثر مقاومت های الکتریکی استاندارد دارای کد رنگ هستند. این کدهای رنگی به شما کمک می کنند میزان مقاومت را محاسبه کنید. معمولا مقاومت و تلرانس (دامنه تغییر) این قطعات الکترونیکی نمایش داده می شود. برای مقاومت های کوچک، این مقادیر با نوارهای رنگی نشان داده می شوند. بنابراین، کد رنگ این قطعات الکترونیکی نشان دهنده یک مقاومت الکتریکی خاص است.

آخرین کلام

مقاومت فلزی در الکترونیک مدرن بسیار مهم هستند زیرا جریان را محدود می کنند، ولتاژ را کنترل می کنند و مدارها را پیکربندی می کنند. دانستن نحوه استفاده از این قطعات الکترونیکی،شکل ظاهری آنها و انواع موجود، نه تنها به شما در پروژه های آینده کمک می کند، بلکه به شما امکان استفاده بهتر از آنها را نیز می دهد.جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت آژند برق مراجعه نمایید.