مقاومت آجری چیست؟ – به زبان ساده

در آموزش‌های قبلی مجله فرادرس، با انواع مقاومت‌های الکتریکی آشنا شدیم. در این آموزش می‌خواهیم با تفصیل بیشتری به معرفی مقاومت آجری بپردازیم.

اولین نوع مقاومت، «مقاومت پیچه‌ای» (Wire-wound Resistor) بود که با گذشت سال‌ها، ساختار این مقاومت تغییر کرده است. می‌دانیم که مقاومت کربنی بسیار کوچک و همچنین ارزان است، اما چرا از این نوع مقاومت‌ها نیز استفاده می‌کنیم؟ مقاومت کربنی در توان‌های محدودی موجود است، به اختلاف دما حساس است، قابل اطمینان نیست و به نویز بسیار واکنش نشان می‌دهد در حالی که در مقاومت پیچه‌ای معایب مقاومت کربنی را می‌توان کاهش داد. البته مقاومت پیچه‌ای در مقایسه با نوع کربنی گران‌تر است. در ادامه به بررسی اجمالی مقاومت پیچه‌ای و یکی از انواع آن به نام مقاومت آجری می‌پردازیم.

مقاومت آجری چیست؟

مقاومت پیچه‌ای مقاومتی است که با استفاده از سیم رسانا برای محدود کردن عبور جریان درون مدار طراحی شده است. طراحی این مقاومت را می‌توان با استفاده از سیم رسانا با پیچاندن حول یک هسته غیررسانا انجام داد. به طور کلی، مواد سیم را می‌توان از نیکروم (آلیاژ نیکل-کروم) یا منگنین (آلیاژ مس-نیکل-منگنز) تهیه کرد. این مقاومت‌ها بسیار دقیق هستند، خصوصیاتی عالی برای توان‌های بالا و مقادیر مقاومت پایین دارند. این مقاومت‌ها در کاربردهای صنعتی و پرتوان مانند فیوزها و قطع‌کننده‌های مدار استفاده می‌شوند. نماد مقاومت پیچه‌ای مانند مقاومت عادی است.

مقاومت‌های پیچه‌ای قدیمی‌ترین نوع مقاومت هستند که امروزه نیز تولید می‌شوند. مقاومت آجری یا سرامیکی نوعی مقاومت پیچه‌ای است.

ساختار مقاومت آجری

شکل ساختاری مقاومت آجری (سرامیکی) که یک مقاومت پیچه‌ای است، در تصویر زیر نشان داده شده است که با موادی با ضریب دمای پایین و مقاومت بالا طراحی شده است. ساخت هر مقاومت را می‌توان با استفاده از آلیاژهایی مانند منگنزین یا کنستانتان انجام داد. دو ترمینال مقاومت آجری با آلیاژ قلع ساخته می‌شوند. ساخت مقاومت بر اساس دقت مورد نیاز تغییر می‌کند و برای طراحی دقیق سیستم، هزینه مقاومت افزایش می‌یابد.

اندازه مقاومت این مقاومت از ۱ اهم تا ۱ مگااهم متغیر است و همچنین توان آن از 5 تا 250 وات تغییر می‌کند. تلرانس مقدار مقاومت ممکن است از 5٪ تا 10٪ باشد.

همان‌طور که در شکل مشخص است، این مقاومت آجری را می‌توان با پیچاندن سیم فلزی حول یک هسته طراحی کرد. در مقاومت پیچه‌ای، سیم فلزی می‌تواند به عنوان عنصر مقاومت استفاده شود در حالی که هسته به عنوان ماده غیررسانا به کار می‌رود.

سیم پیچانده شده دور مقاومت را می‌توان با یک ماده عایق محصور کرد تا گرمای خارجی را مسدود یا با آن مخالفت کند.

مقدار مقاومت آجری به سطح مقطع و طول سیم مورد استفاده بستگی دارد. از آنجا که می‌توان این پارامترها را به طور دقیق کنترل کرد، دست یافتن به یک دقت بالا امری ممکن است. به خاطر الزامات تلرانس، مقدار مقاومت برای تعیین دقیق برش به طول سیم اندازه‌گیری می‌شود. برای ایجاد مقاومت بالا، قطر سیم باید بسیار کوچک و طول آن بسیار طولانی باشد. بنابراین، مقاومت‌های پیچه‌ای اغلب برای مقادیر مقاومت پایین تولید می‌شوند. برای مقادیر توان پایین، از سیم بسیار نازک استفاده می‌شود. هرگونه آسیب ممکن است باعث قطع سیم مقاومت شود. در کنار دقت، مقاومت‌های پیچه‌ای با مقدار توان بالا برای 50 وات یا بیشتر نیز موجود هستند.

مقاومت‌های آجری عمدتاً از آلیاژ ساخته می‌شوند، زیرا فلزات خالص دارای ضریب مقاومت دمایی بالایی هستند. با این حال، برای دمای بالا از فلزات خالص مانند تنگستن استفاده می‌شود. ضریب دما نشانه این است که مقاومت با تغییر دما چقدر تغییر می‌کند. آلیاژهای رایج که به عنوان سیم مقاومت استفاده می‌شوند، عبارتند از:

• آلیاژهای مس
• آلیاژهای نقره
• آلیاژهای نیکل کروم
• آلیاژهای آهن کروم
• آلیاژهای آلومینیوم کروم آهن

مزایا و معایب مقاومت آجری

مزایای مقاومت آجری به شرح زیر است:‌

• این مقاومت در مدارهای پرتوان نیز استفاده می‌شود.
• با توجه به استفاده از سیم در مقاومت، این مقاومت‌ها در رده مقاومت‌هایی با کمترین نویز جریان قرار دارد.
• از نظر حرارتی ثبات دارد.
• در کاربردهایی با تلرانس بالا مفید است.

فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک و شبیه سازی در پروتئوس و اورکد Proteus و OrCAD در فرادرس

کلیک کنید

از معایب مقاومت آجری نیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• از این مقاومت‌ها فقط برای فرکانس‌های پایین استفاده می‌شوند، زیرا در فرکانس‌های بالا به عنوان سلف عمل می‌کند. بنابراین از مقاومت‌های نوع غیرالقایی برای فرکانس‌های بالا استفاده می‌شود.
• در مقایسه با مقاومت کربنی گران هستند.
• اندازه آن‌ها بزرگ‌تر است.

کاربردهای مقاومت آجری

مقاومت‌های پیچه‌ای و آجری در موارد زیر کاربرد دارند:

• صنایع فضایی و دفاعی
• دستگاه‌های مبدل
• تجهیزات پزشکی
• دستگاه‌های صوتی
• دستگاه‌های ویدئویی
• تعادل ولتاژ و جریان
• رایانه‌ها
• مخابرات
• سنجش جریان
• سیستم‌های تعویض تلفن

معرفی فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی

برای آشنایی با مقدمات الکترونیک، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی مراجعه کنید که در قالب ۱۳ درس و در مدت زمان ۱۲ ساعت و ۴ دقیقه تهیه شده است.

در درس اول این آموزش، مفاهیم اساسی و قطعات بنیادی الکترونیک بیان شده است. درس‌های دوم و سوم درباره دیودها و یکسوسازی، چندبرابرکنندگی و تغییر سیگنال با آن‌هاست. در درس‌های چهارم تا ششم، ترانزیستور، تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری یک‌طبقه و چندطبقه معرفی شده‌اند. ترانزیستورهای اثر میدان در درس هفتم مورد بررسی قرار گرفته‌اند. تقویت‌کننده قدرت، تقویت‌کننده تفاضلی و تقویت‌کننده‌های عملیاتی، به ترتیب، موضوعات درس‌های هشتم تا دهم هستند.

در درس یازدهم آموزش، درباره تنظیم‌کننده‌های ولتاژ بحث شده است. به گیت‌های منطقی در درس دوازدهم پرداخته شده و در نهایت، در درس سیزدهم، مطالبی درباره آی‌سی 555 ارائه شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش مبانی ​الکترونیک – مفاهیم تئوریک به همراه شبیه سازی عملی و کاربردی + اینجا کلیک کنید.

معرفی فیلم آموزش الکترونیک ۱ فرادرس

برای آشنایی با مباحث درس الکترونیک ۱ دانشگاه، پیشنهاد می‌کنیم به فیلم آموزش الکترونیک 1 مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده است. این آموزش در ۱۱ ساعت و ۲۷ دقیقه و در قالب ۶ درس تدوین شده است. در درس اول، درباره فیزیک الکترونیک بحث شده است. دیود و مدارهای دیودی موضوع مهم درس دوم است. مباحث ترانزیستور پیوندی دوقطبی و ترانزیستورهای اثر میدان، به ترتیب، در درس‌های سوم و چهارم معرفی شده‌اند. در درس پنجم تقویت‌کننده‌های ترانزیستوری چندطبقه مورد بحث قرار گرفته و در نهایت در درس ششم آنالیز و طراحی مدارات آنالوگ با استفاده از نرم افزار OrCAD ارائه شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش‌ الکترونیک ۱ + اینجا کلیک کنید.