مقاومات للتطبيقات عالية الأداء

هناك أنواع مختلفة من المقاومات، والتي تختلف في هيكلها ووظيفتها. فيما يلي بعض أنواع المقاومة الأكثر شيوعًا :

1 - مقاومات الأغشية الكربونية : هذه هي أكثر المقاومات استخداما. أنها تتكون من نوى السيراميك المغلفة بالكربون. يحدد حجم طبقة الكربون قيمة المقاومة. عندما يتدفق التيار عبر المقاوم، تولد طبقة الكربون مقاومة تحد من تدفق التيار.

2 - مقاومات الأغشية المعدنية : على غرار مقاومات الأغشية الكربونية، تتكون مقاومات الأغشية المعدنية أيضا من نواة خزفية. ومع ذلك، بدلاً من طبقة الكربون، يتم استخدام طبقة معدنية رقيقة. يوفر هذا النوع من المقاومات دقة وثبات أعلى من مقاومات فيلم الكربون.

3 - مقاومات الجرح السلكي : تتكون مقاومات الجرح السلكي من أسلاك ملفوفة حول قاعدة معزولة من السيراميك أو البلاستيك. كلما كان السلك أطول، كلما كان القطر أرق، زادت قيمة المقاومة. يمكن لمقاومات الجرح السلكي تحمل طاقة أعلى ومقاومة أعلى من مقاومات فيلم الكربون أو المعدن.

4 - مقاومات القدرة العالية والقوة العالية : يمكن لهذا النوع من المقاومات أن يتعامل مع الطاقة العالية دون ارتفاع درجة الحرارة. وهي تستخدم عادة في تطبيقات مثل إمدادات الطاقة أو المحركات الكهربائية.

5 - المقاومات المتغيرة : المقاومات المتغيرة، التي تسمى أيضا مقاييس الجهد أو مقاييس الجهد الدقيقة، يمكن أن تغير مقاومتها عن طريق تدوير أو انزلاق منزلق أو مقبض. وعادة ما تستخدم لضبط أو ضبط الدوائر.

يعتمد مبدأ العمل الأساسي لجميع المقاومات على قانون أوم. يشير إلى أن التيار المتدفق عبر المقاوم يتناسب طرديا مع الجهد المطبق ويتناسب عكسيا مع قيمة المقاومة ( I = U / R). عندما يتدفق التيار عبر المقاوم، يولد المقاوم انخفاض الجهد، مما يحد من تدفق التيار. كلما زادت قيمة المقاومة، زاد انخفاض الجهد وانخفاض التيار.

تستخدم المقاومات في الدوائر الإلكترونية للحد من التيار أو التحكم فيه. يتم استخدامها لزيادة أو تقليل قيمة المقاومة في الدائرة لتحقيق الأداء المطلوب أو وظيفة الدائرة.

هناك عدة أسباب لاستخدام المقاومات :

1 - الحد من التيار : يمكن للمقاومات أن تحد من التيار في الدائرة لمنع تلف المكونات الأخرى. على سبيل المثال، يمكن توصيل المقاوم في سلسلة مع LED للحد من التيار ومنع LED من زيادة التيار.

2 - تقسيم الفولطية : يمكن استخدام المقاومات لتقسيم الفولطية في الدائرة. عن طريق تحديد قيمة المقاومة الصحيحة، يمكن ضبط جهد خرج الدائرة على القيمة المطلوبة.

3 - مضاهاة المعاوقة : يمكن استخدام المقاوم لضبط المعاوقة في الدائرة. هذا مهم بشكل خاص لتحسين نقل الإشارات بين المكونات أو الأجهزة المختلفة.

4 - قياس التيار : يمكن استخدام المقاوم كمقاوم لكشف التيار لقياس التيار في الدائرة. عن طريق قياس انخفاض الجهد في كلا طرفي المقاوم، يمكن حساب التيار.

5 - التعويض عن درجة الحرارة : يمكن استخدام المقاومات لتعويض آثار تقلبات درجة الحرارة على الدوائر الإلكترونية. باستخدام المقاوم مع معامل درجة حرارة محددة، يمكن تحسين دقة واستقرار الدائرة.

بشكل عام، يتم استخدام المقاومات للتحكم وتنظيم التيار والجهد في الدوائر الإلكترونية لتحقيق الوظيفة أو الأداء المطلوب.

أهم الخصائص التي تحدد قيمة المقاومة هي :

1 - قيمة المقاومة : تمثل قيمة المقاومة، بالأوم ( أوم)، الدرجة التي يعوق بها المقاوم تدفق التيار في الدائرة.

2 - التفاوتات : تشير التفاوتات إلى المدى الذي يمكن أن تنحرف به قيمة المقاومة الفعلية عن قيمة اسمية محددة. يتم إعطاؤه كنسبة مئوية وهو مقياس لدقة المقاومة.

3 - قدرة التحميل : تمثل قدرة التحميل الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتحمله المقاوم دون تسخين أو تلف. وهي بوحدات واط ( واط).

4 - معامل درجة الحرارة : يشير معامل درجة الحرارة إلى مدى تغير قيمة المقاومة مع درجة الحرارة. وهي معطاة كنسبة مئوية لكل درجة مئوية ( جزء في المليون/درجة مئوية ) وهي مهمة للنظر في تأثير درجة الحرارة على المقاومة.

5 - النمط : يشير نمط المقاوم إلى الشكل والحجم الماديين للعنصر. يؤثر هذا النوع على تركيب وتركيب المقاومات في الدائرة.

6 - المواد : يمكن أن تصنع المقاومات من مواد مختلفة مثل الأغشية المعدنية أو الأغشية الكربونية أو الأسلاك. تؤثر المواد على الأداء الكهربائي ودقة المقاوم.

تحدد هذه الخصائص قيمة المقاوم وهي مهمة للاستخدام الصحيح للمقاوم في الدائرة.

يمكن الجمع بين المقاومات بطرق مختلفة للتأثير على المقاومة الكلية للدائرة. الطريقتان الأكثر شيوعًا هما السلسلة والتوازي.

1 - التوصيل المتسلسل : في التوصيل المتسلسل، تكون المقاومات متسلسلة بحيث يجب أن يتدفق التيار عبر كل مقاوم. المقاومة الكلية في دائرة السلسلة هي مجموع المقاومة الفردية. هذا يعني أن المقاومة الكلية أكبر من المقاومة الفردية القصوى.

2 - الدوائر المتوازية : في الدوائر المتوازية، تكون المقاومات متجاورة مع بعضها البعض بحيث يمكن فصل التيار الكهربائي. المقاومة الكلية في الدائرة المتوازية هي معكوس مجموع معكوس كل مقاوم. هذا يعني أن المقاومة الكلية أقل من أصغر مقاومة واحدة.

من خلال الجمع بين الدوائر المتسلسلة والمتوازية، يمكن إنشاء دوائر أكثر تعقيدًا ذات مقاومات مختلفة. تجدر الإشارة إلى أن الجمع بين المقاومات يمكن أن يسبب أيضًا تغييرات في التيار والجهد في الدائرة.

تستخدم المقاومات لتنظيم التيار أو توليد الحرارة في التطبيقات العملية في مختلف المجالات. وفيما يلي بعض الأمثلة :

1 - التحكم في التيار : تستخدم المقاومات عادة في الدوائر الإلكترونية للحد من تدفق التيار أو التحكم فيه. من خلال تحديد قيمة المقاومة الصحيحة، يمكن الحد من التيار في الدائرة لمنع الحمل الزائد أو تلف المكونات الأخرى. هذا مهم بشكل خاص في أجهزة مثل الثنائيات الباعثة للضوء ( LEDs ) لمنع التيار الزائد وإطالة عمر LED.

2 - توزيع الفولطية : تستخدم المقاومات أيضا في توزيع الفولطية في الدوائر. باستخدام المقاوم في مقسم الجهد، يمكن توليد جهد خرج محدد أقل من جهد الدخل. يستخدم هذا عادة في الإلكترونيات التناظرية، مثل تضخيم الإشارات أو كجهد مرجعي للمكونات الأخرى.

3 - قياس درجة الحرارة : يستخدم نوع خاص من المقاومات يسمى المقاوم المعتمد على درجة الحرارة ( الثرمستور ) لقياس درجة الحرارة. تختلف الخصائص الكهربائية للثرمستورات مع درجة الحرارة، لذلك يمكن استخدامها كأجهزة استشعار. اعتمادًا على التغير في درجة الحرارة، تتغير قيمة مقاومة الثرمستور ويمكن استخدامها لقياس درجة الحرارة.

4 - التسخين : تستخدم المقاومات أيضا لتوليد الحرارة. من خلال تمرير التيار عبر المقاوم، يمكن استخدام الحرارة الناتجة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. على سبيل المثال، تستخدم المقاومات في السخانات أو منصات التدفئة أو الأفران الكهربائية لتوليد الحرارة.

هذه مجرد أمثلة قليلة على كيفية تحكم المقاوم في المستوى الحالي أو توليد الحرارة في التطبيقات العملية. ومع ذلك، هناك العديد من التطبيقات الأخرى للمقاومات في مختلف النظم الإلكترونية والكهربائية.