อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน - ตัวต้านทานคงที่
ตัวต้านทานคงที่เป็นตัวต้านทานเชิงเส้นประเภทหนึ่ง ตัวต้านทานถูกกล่าวว่าเป็นตัวต้านทานคงที่หากค่าของมันคงที่ ค่าของตัวต้านทานคงที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เหมือนกับตัวต้านทานแบบแปรผันเนื่องจากค่าของมันจะถูกกำหนดในขณะที่ทำการผลิตเอง ตัวเลขต่อไปนี้แสดงถึงสัญลักษณ์ของตัวต้านทานคงที่
ตัวต้านทานคงที่แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตและวัสดุที่ใช้ในการผลิต การแบ่งประเภทมีดังนี้
องค์ประกอบของคาร์บอน
ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนเป็นการผสมผสานระหว่างอนุภาคคาร์บอนกราไฟต์และฝุ่นเซรามิกผสมกับสารยึดเกาะเช่นดิน ส่วนผสมนี้ได้รับการบำบัดด้วยความดันและอุณหภูมิสูง หลังจากที่ทุกอย่างถูกขึ้นรูปในเคสแล้วโอกาสในการขายจะได้รับการแก้ไข
มวลความร้อนของตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนสูงกว่าเพื่อให้ทนต่อพัลส์พลังงานสูง
ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสถียรภาพต่ำและมีเสียงรบกวนสูงซึ่งเป็นข้อเสีย
รูปต่อไปนี้แสดงภาพของตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอน
ตัวต้านทานองค์ประกอบของคาร์บอนใช้ในการป้องกันไฟกระชากการ จำกัด กระแสและแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง
แผลลวด
ตัวต้านทานการพันลวดเกิดจากการพันลวดที่ประกอบขึ้นจากวัสดุต้านทานรอบแกน แกนโลหะทำหน้าที่เป็นวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าในขณะที่ลวดตัวต้านทานนำไฟฟ้า แต่มีความต้านทานอยู่บ้าง ภาพของตัวต้านทานการพันลวดเป็นดังที่แสดงด้านล่าง
โดยปกติแล้วจะใช้ลวดนิโครมหรือลวดแมงกานีสในการหมุนแกนเนื่องจากมีความต้านทานสูง ในขณะที่พลาสติกเซรามิกหรือแก้วใช้สำหรับแกน
- ตัวต้านทานแผลลวดมีความแม่นยำมาก
- ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมสำหรับค่าความต้านทานต่ำและอัตรากำลังสูง
เหล่านี้เป็นตัวต้านทานคงที่ที่เก่าแก่ที่สุด แต่ยังมีการใช้งานอยู่ในขณะนี้
ฟิล์มหนา
ตัวต้านทานฟิล์มมีชั้นตัวต้านทานบนฐานเซรามิกซึ่งความหนาเป็นตัวกำหนดประเภทของพวกมัน ความหนาของชั้นตัวต้านทานบนตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาสูงกว่าตัวต้านทานแบบฟิล์มบางมาก ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนาผลิตขึ้นโดยการยิงสารพิเศษซึ่งเป็นส่วนผสมของแก้วและโลหะออกไซด์ลงบนวัสดุพิมพ์
ตัวต้านทานฟิล์มหนามีสามประเภทหลัก ๆ เช่นตัวต้านทานแบบหลอมละลายตัวต้านทานแบบฟิล์มเซอร์เมทและตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์
ตัวต้านทานแบบหลอมได้
ตัวต้านทานแบบหลอมได้นั้นคล้ายกับตัวต้านทานแบบพันลวด แต่ตัวต้านทานเหล่านี้พร้อมกับการให้ความต้านทานทำหน้าที่เป็นฟิวส์ ภาพของตัวต้านทานแบบหลอมได้ดังแสดงด้านล่าง
ในตัวต้านทานนี้กระแสจะไหลผ่านการเชื่อมต่อแบบสปริงโหลดซึ่งวางอยู่ใกล้กับตัวต้านทาน หยดที่ติดอยู่กับลวดสปริงของตัวต้านทานรับความร้อนที่เกิดจากตัวต้านทานเนื่องจากการไหลของกระแส หากความร้อนเพิ่มขึ้นสิ่งที่แนบมากับหยดจะละลายและเปิดการเชื่อมต่อ
ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าตัวต้านทานเหล่านี้ จำกัด กระแส แต่ถ้าพิกัดกำลังของวงจรสูงเกินค่าที่กำหนดตัวต้านทานเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นฟิวส์เพื่อเปิดหรือตัดวงจร ค่าของตัวต้านทานเหล่านี้มักจะน้อยกว่า 10 โอห์ม โดยทั่วไปแล้วตัวต้านทานเหล่านี้จะใช้ในเครื่องรับโทรทัศน์เครื่องขยายเสียงและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ราคาแพงอื่น ๆ
ตัวต้านทานแบบฟิล์ม Cermet
ตัวต้านทานฟิล์ม Cermet เป็นตัวต้านทานฟิล์มที่สร้างขึ้นจากวัสดุพิเศษที่เรียกว่า Cermet. เซอร์เมทเป็นโลหะผสมผสมที่เกิดจากการรวมกันCeramic และ Metอัล การผสมผสานนี้ให้ข้อดีของวัสดุทั้งสองนี้เช่นทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอของเซรามิกพร้อมกับความยืดหยุ่นและการนำไฟฟ้าของโลหะ
ชั้นฟิล์มโลหะถูกห่อหุ้มรอบวัสดุต้านทานและได้รับการแก้ไขด้วยโลหะเซรามิกหรือวัสดุพิมพ์เซอร์เมท นำไปสู่การเชื่อมต่อที่ง่ายในขณะที่แก้ไขบน PCB มีความเสถียรสูงเนื่องจากอุณหภูมิไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน
ตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์
ตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์เกิดจากการออกซิไดซ์ฟิล์มหนาของดีบุกคลอไรด์บนแท่งแก้วอุ่นซึ่งเป็นสารตั้งต้น มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและสามารถใช้กับแรงดันไฟฟ้าสูงได้ ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสียงรบกวนในการทำงานต่ำ
ตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์แตกต่างกันไปตามชนิดของฟิล์มที่เคลือบเท่านั้น Metal oxideเป็นสารประกอบโลหะเช่นดีบุกกับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์ของดีบุกซึ่งเคลือบเป็นฟิล์มบนตัวต้านทาน ความต้านทานของตัวต้านทานนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณของแอนติโมนีออกไซด์ที่เพิ่มเข้าไปในtin oxide.
ฟิล์มบาง
ตัวต้านทานแบบฟิล์มบางมีชั้นตัวต้านทานกว้าง 0.1 ไมโครมิเตอร์หรือเล็กกว่าบนฐานเซรามิก ตัวต้านทานแบบฟิล์มบางมีฟิล์มโลหะที่สูญญากาศเกาะอยู่บนพื้นผิวฉนวน
ตัวต้านทานแบบฟิล์มบางมีความแม่นยำมากกว่าและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ดีกว่าและมีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวต้านทานฟิล์มบางแบ่งออกเป็นสองประเภทเช่น -
- ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอน
- ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ
ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอน
ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนทำโดยการฝากชั้นฟิล์มคาร์บอนไว้บนพื้นผิวเซรามิก ฟิล์มคาร์บอนทำหน้าที่เป็นวัสดุต้านทานกระแสและสารเซรามิกทำหน้าที่เป็นสารฉนวน ฝาโลหะได้รับการแก้ไขที่ปลายทั้งสองด้านและสายทองแดงจะถูกดึงออกมา
รูปต่อไปนี้แสดงการสร้างตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอน
ข้อได้เปรียบหลักของตัวต้านทานเหล่านี้คือความเสถียรสูงช่วงการใช้งานกว้างเสียงรบกวนต่ำและต้นทุนต่ำ ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนเป็นตัวต้านทานที่ต้องการมากที่สุดเหนือตัวต้านทานองค์ประกอบของคาร์บอนเนื่องจากมีสัญญาณรบกวนต่ำ
ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ
การเคลือบฟิล์มสร้างความแตกต่างระหว่างตัวต้านทานฟิล์มโลหะออกไซด์และตัวต้านทานฟิล์มโลหะ ฟิล์มบางของสารโลหะเช่นนิกเกิลโครเมียมถูกใช้เพื่อเคลือบตัวต้านทานในตัวต้านทานฟิล์มโลหะในขณะที่ฟิล์มของโลหะออกไซด์เช่นดีบุกออกไซด์ถูกใช้เพื่อเคลือบตัวต้านทานในตัวต้านทานออกไซด์ของโลหะ
ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมีค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานอุณหภูมิต่ำซึ่งหมายความว่าความต้านทานจะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิน้อยลง
วัตต์
ในขณะที่ใช้ตัวต้านทานหากการไหลของกระแสเพิ่มขึ้นตัวต้านทานจะกระจายความร้อนออกไปบางส่วน หากค่านี้เกินค่าวิกฤตบางค่าตัวต้านทานอาจได้รับความเสียหาย กำลังวัตต์ของตัวต้านทานจะพิมพ์บนตัวต้านทานที่มีค่าสูงกว่าบางตัวเพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์ดังกล่าว
วัตต์คือจำนวนพลังงานไฟฟ้าที่แสดงเป็นวัตต์ พลังงานไฟฟ้าคืออัตราการถ่ายเทพลังงานไฟฟ้า
อำนาจ P = VI = I2R