أنواع المقاومات الكهربائية ومجالات استعمالها تعد المقاومات هي الأكثر أساسية والأكثر استخداما من بين جميع المكونات الالكترونية ،لدرجة ان وجودها يعتبر امرا مفروغا منة تقريبا ولكنها تلعب دورا حيويا داخل الدائرة.
انواع المقاومات الكهربائية المختلفة
هناك العديد من أنواع المقاومات المختلفة المتاحة لمصمم الإلكترونيات للاختيار من بينها ، بدءا من مقاومات الرقائق المثبتة علي الأسطح الصغيرة جدا وحتي مقاومات طاقة الاسلاك الكبيرة.
كما تتمثل وظيفة المقاومة الكهربائية الرئيسية داخل دائرة كهربائية او الكترونية في “المقاومة “(ومن هنا جاء اسم المقاوم )، او تنظيم او ضبط تدفق الالكترونات (التيار).
و من خلالها باستخدام نوع المادة الموصلة التي تتكون منها. بالطبع يمكن ايضًا توصيل المقاومات معا في مجموعات متسلسلة ومتوازية مختلفة لتشكيل شبكات مقاومة. و يمكن ان تعمل كقطارات للجهد او مقسمات الجهد او محددات التيار داخل الدائرة.
المقاوم النموذجى
- المقاومات هي ما يسمي “الاجهزه السلبية ” ، اي انها لاتحتوي علي مصدر للطاقة او التضخيم ولكنها تخفف او تقلل من الجهد او الاشارة الحالية التي تمر عبرها .
- ينتج عن هذا التوهين فقدان الطاقة الكهربائية علي شكل حرارة حيث يقاوم المقاوم تدفق الالكترونات من خلالة .
- ثم يلزم وجود فرق جهد بين طرفي المقاوم لتدفق التيار جيدًا يوازن فرق الجهد هذا الطاقة المفقودة عند استخدامة في دورات التيار المستمر ،
- يتم قياس فرق الجهد المعروف باسم انخفاض جهد المقاومات ، عبر المحطات حيث يتدفق تيار الدائرة عبر المقاوم .
- معظم انواع المقاومة عبارة عن اجهزة خطية تنتج انخفاضا في الجهد عبر نفسها عندما يتدفق تيار كهربائي خلالها لانها تخضع لقانون اوم ،و تنتج قيم مختلفة للمقاومة قيمًا مختلفة للتيار او الجهد.
- و يمكن ان يكون هذا مفيدًا جدًا في الدوائر الالكترونية من خلال التحكم في او تقليل تدفق التيار او الجهد النتاتج عبرها ، ويمكننا انتاج محول جهد الي التيار ومن تيار الي جهد.
و هناك عدة الاف من انواع المقومات المختلفة ويتم انتاجها باشكال متنوعة لان خصائصها ودقتها ايضًا تتناسب مع مجالات معينة من التطبيق مثل :
- الثبات العالي
- الجهد العالي
- والتيار العالي ما الي ذلك
- او تستخدم كمقاومات للاغراض العامة .
بعض الخصائص المشتركة المرتبطة بالمقاوم المتواضع هي :
- معامل درجة الحرارة
- معامل الجهد
- الضوضاء
- استجابة التردد
- القدرة
- درجة حرارة المقاومات
رمز المقاومة الكهربائية
أنواع المقاومات الكهربائية ومجالات استعمالها في جميع المخططات والرسوم البيانية للدوائر الكهربائية والالكترونية فإن الرمز الاكثر استخداما للمقاوم ذي القيمة الثابتة هو:
- رمز الخط المتعرج “zigzag” او شكل مستطيل ويرمز لقيمة المقاومة بوحدة الاوم (Ω) .
أنواع المقاومات الكهربائية ومجالات استعمالها
فيمكن تصنيف جميع المقاومات الحديثة ذات القيمة الثابتة الي اربع مجموعات عريضة :
- مقاوم لتكوين الكربون وقيم كهربائية منخفضة : مصنوع من غبار الكربون او عجينة الجرافيت .
- مقاوم لتكوين قيم كهربائية منخفضة جدا : وهو مصنوع من معجون أكسيد معدني موصل .
- مقاومة ملفوفة بالأسلاك : مكونة من اجسام معدنية لتركيب المبدد الحراري وتعطي معدلات عالية جدا من القوة الكهربائية .
- مقاومات أشباه الموصلات : تقنية الاغشية المثبتة علي السطح عالية التردد / الدقة .
اولًا: مقاومات الكربون وهي اكثر أنواع مقاومات التركيب شيوعا
- مقاومات الكربون هي مقاومات رخيصة للأغراض العامة تستخدم في الدوائر الكهربائية والالكترونية .
- حيث يتم تصنيع عنصرها المقاوم من خليط من غبار الكربون المطحون ناعما او الجرافيت ومسحوق السراميك غير الموصل لربطها جميعا معا .
- تحدد نسبة غبار الكربون الي السيراميك (موصل الي عازل) وكلما ارتفعت نسبة الكربون انخفضت المقاومة الكلية
- يتم تشكيل الخليط في شكل اسطواني مع توصيل اسلاك معدنية او خيوط في كل طرف لتوفير التوصيل الكهربائي قبل ان يتم تغليفه بمادة عازلة خارجية وعلامات ملونة للإشارة الي قيمة المقاومة
- اما عن المقاوم الكربوني المركب فهو عبارة عن مقاومة طاقة منخفضة الي متوسطة ذات محاثة منخفضة مما يجعلها مثالية لتطبيقات التردد العالي ولكنها يمكن ان تعانى أيضا من الضوضاء والاستقرار عندما تكون ساخنة
- عادة ما تبدا المقاومات الكربونية المركبة برمز “CR” وهي متوفرة في حزم E6 ( تفاوت بنسبة 20% دقة ) وE12 تفاوت (±10%) و E24 تفاوت بنسبة (5% )مع طاقة تصنيفات من 0.250 او من1/4 وات حتي 5 وات .
- تعتبر أنواع المقاومات الكربونية المركبة رخيصة جدا في صنعها وبالتالي فهي شائعة الاستخدام في الدوائر الكهربائية ومع ذلك نظرا لعملية التصنيع الخاصة بها فان المقاومات من نوع الكربون لها تفاوتات كبيرة جدا لذلك لمزيد من الدقة والمقاومة عالية القيمة يتم استخدام مقاومات من النوع الغشائي بدلا من ذلك .
ثانيًا: مقاومات نوع الفيلم
يتكون المصطلح العام “مقاوم فيلم “من أنواع مقاومات الأفلام المعدنية والاغشية الكربونية واغشية أكسيد المعدن والتي يتم تصنيعها عموما
وعن طريق ترسيب المعادن النقية مثل النيكل او فيلم أكسيد مثل أكسيد القصدير علي قضيب خزفي عازل او الركيزة.
- يتم التحكم في القيمة المقاومة للمقاوم عن طريق زيادة السماكة المرغوبة للفيلم المترسب ومنحهم أسماء اما مقاومات الاغشية السميكة او مقاومات الاغشية الرقيقة.
- بمجرد ترسيبه يتم استخدام الليزر لقطع نمط نوع حلزوني عالي الدقة في هذا الفيلم بالتأكيد هذا الفيلم له تأثير علي زيادة المسار الموصل او المقاوم مثل اخذ طول طويل من السلك المستقيم وتشكيلة في ملف.
كما تسمح طريقة التصنيع هذه بمقاومات تحمل اقرب بكثير (1% او اقل) وهذا مقارنة بأنواع تكوين الكربون الابسط تحمل للمقاوم.
وهذا هو الفرق بين القيمة المفضلة فمثلا:
- (100 اوم) قيمته المصنعة الفعلية 103.6 اوم ويتم التعبير عنها كنسبة مئوية أيضًا.
- علي سبيل المثال 5% ،10% الخ ، وفي مثالنا القيمة الفعلية هي 3.6%
- تحقق مقومات نوع الفيلم أيضا قيمة اومية قصوي اعلي بكثير مقارنة بالأنواع والقيم الأخرى التي تزيد عن 10MΩ (عشرة مليون اوم )
ثالثًا: المقاومات السلكية
- هي نوع اخر من المقاومات تسمي Wierwound Resistor
- يتم تصنيعه عن طريق لف سلك معدني رفيع (Nichrome) او سلك مشابه علي مادة خزفية عازلة سابقة علي شكل حلزوني مشابه لمقاوم الفيلم.
- حيث لا تتوفر هذه الأنواع من المقاومات عموما الا بقيم منخفضة جدًا، عالية الدقة(من0.01الي100كيلواوم)
- نظرا لمقياس السلك وعدد الدورات الممكنة في السابق مما يجعلها مثالية للاستخدام في قياس الدوائر وتطبيقات نوع جسر ويتستون
- المقاومات السلكية قادرة علي التعامل مع تيارات كهربائية اعلي بكثير من المقاومات الاخري بنفس القيمة الاوميه مع تصنيفات طاقه تزيد عن 300 وات .
- كما يتم تشكيل او ضغط هذه المقاومات عالية الطاقة في جسم يسحب الحرارة بشكل سريع جدًا من الألومنيوم مع زعانف متصلة لزيادة مساحة سطحها الاجمالية لتعزيز فقدان الحرارة والتبريد أيضًا.
- و تسمي هذه الأنواع الخاصة من المقاوم “مقاومات مثبتة بالهيكل” وهذا لأنها مصممة لتركب فعليًا علي خافضات حرارة او الواح معدنية لزيادة تبديد الحرارة المتولدة .يزيد تركيب المقاوم علي المبدد الحراري من قدرات حملة الحالية بشكل اكبر .
و هناك أيضا نوع اخر من مقاوم الاسلاك هذه:
- هي أنواع المقاومة غير الحثية ذات درجة الحرارة العالية.
- عالية الطاقة والمغلفة بشكل عام بمينا ايبوكسي زجاجي للاستخدام في بنوك المقاومة او محرك التيار المستمر.
- يمكن استخدامها ايضا كمساحة منخفضة القوة الكهربائية او سخانات خزانه ايضًا.
- كما ان سلك المقاومة غير الاستقرائي ملفوف حول سيرا من انبوب الميكروفون
- ويمكن ان يصنع من الخزف المغطي بالميكا لمنع اسلاك السبائك من التحرك عند السخونة يعد رائعًا.
تكون انواع المقاومات السلكية مسبوقة برمز “WH” او “W” (علي سبيل المثال WH10Ω):
وهي متوفرة في عبوات WH من الالومنيوم المغطي (تفاوت 10%،5%، ±2%،±1%) بمعدلات قدرة من 1W الي 300W او اكثر.
رابعًا : مقاومات اشباة الموصلات
مقاومات اشباه الموصلات هي مجرد مقاومات تتشكل في ركيزه من اشباه الموصلات مثل السيليكون
كما و تتراوح مقاومات اشباه الموصلات في الموصليه بين:
- موصل (النحاس والذهب)
- عازل (مثل الزجاج مثلًا)، كما تزداد الموصلية مع درجة الحرارة وهو سلوك عكس المعدن بالتأكيد.
اكثر انواع المقاومات شيوعا المبنية علي رقاقات اشباه الموصلات هي:
- المقاومات المنتشره
- مقاومات مزروعه بالايونات
- المقاومات الاغشيه الرقيقة
- مقاومات البولي سيليكون
مقالات مميزة:
