คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

ทำความเข้าใจคุณลักษณะและการใช้งานของตัวต้านทานประเภททั่วไปแต่ละประเภท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

ตัวต้านทาน

มี ตัวต้านทานหลายประเภท ให้ผู้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลือกใช้ ตั้งแต่ตัวต้านทานแบบชิปติดพื้นผิวขนาดเล็กไปจนถึงตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าแบบพันลวดขนาดใหญ่

หน้าที่หลักของตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์คือ “ต้านทาน” (จึงเรียกว่า ตัวต้านทาน ) ควบคุมหรือตั้งค่าการไหลของอิเล็กตรอน (กระแสไฟฟ้า) ผ่านตัวต้านทานโดยใช้วัสดุตัวนำชนิดต่างๆ ที่ประกอบขึ้นจากตัวต้านทาน ตัวต้านทานสามารถเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมและขนานเพื่อสร้างเครือข่ายตัวต้านทานซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวลดแรงดันไฟ ตัวแบ่งแรงดันไฟ หรือตัวจำกัดกระแสภายในวงจร

ประเภทตัวต้านทานทั่วไป

ตัวต้านทานแบบทั่วไป

ตัวต้านทานคือสิ่งที่เรียกว่า "อุปกรณ์แบบพาสซีฟ" ซึ่งหมายความว่าตัวต้านทานไม่มีแหล่งจ่ายพลังงานหรือตัวขยายสัญญาณ แต่ทำหน้าที่เพียงลดหรือลดแรงดันไฟหรือสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานเท่านั้น การลดทอนนี้ส่งผลให้สูญเสียพลังงานไฟฟ้าในรูปของความร้อน เนื่องจากตัวต้านทานต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนผ่านตัวต้านทาน

จากนั้นจะต้องเกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองของตัวต้านทานเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหล ความต่างศักย์นี้จะช่วยปรับสมดุลพลังงานที่สูญเสียไป เมื่อใช้ในวงจร DC ความต่างศักย์ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแรงดันตกของตัวต้านทาน จะถูกวัดข้ามขั้วขณะที่กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านตัวต้านทาน

ตัวต้านทานส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์เชิงเส้นที่สร้างแรงดันตกคร่อมตัวเองเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากเป็นไปตามกฎของโอห์ม และค่าความต้านทานที่ต่างกันก็สร้างกระแสหรือแรงดันที่ต่างกัน ซึ่งอาจมีประโยชน์มากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยควบคุมหรือลดการไหลของกระแสหรือแรงดันที่เกิดขึ้นบนวงจรเหล่านี้ เราสามารถสร้างตัวแปลงแรงดันเป็นกระแสและกระแสเป็นแรงดันได้

ตัวต้านทานมีอยู่หลายพัน ชนิด  และมีการผลิตในรูปแบบต่างๆ เนื่องด้วยคุณลักษณะเฉพาะและความแม่นยำของตัวต้านทานจึงเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่เฉพาะ เช่น ความเสถียรสูง แรงดันไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าสูง เป็นต้น หรือใช้เป็นตัวต้านทานวัตถุประสงค์ทั่วไปที่มีคุณลักษณะเป็นปัญหาไม่มากนัก

ลักษณะทั่วไปบางประการที่เกี่ยวข้องกับตัวต้านทานแบบอ่อนน้อม ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้า สัญญาณรบกวน การตอบสนองความถี่ กำลังไฟ รวมถึง ค่าอุณหภูมิของตัวต้านทาน ขนาดทางกายภาพ และ ความน่าเชื่อถือ

ในแผนผังวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และแผนผังวงจรทั้งหมด สัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับตัวต้านทานค่าคงที่คือเส้นแบบซิกแซก โดยมีค่าความต้านทานเป็นโอห์ม Ωตัวต้านทานมีค่าความต้านทานคงที่ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์ม ( <1Ω ) ไปจนถึงมากกว่าสิบล้านโอห์ม ( >10MΩ )

ตัวต้านทานแบบคงที่จะมีค่าความต้านทานเพียงค่าเดียว เช่น 100Ωแต่ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (โพเทนชิออมิเตอร์) สามารถให้ค่าความต้านทานได้ไม่จำกัดจำนวนตั้งแต่ 0 ถึงค่าสูงสุด

สัญลักษณ์ตัวต้านทานมาตรฐาน

สัญลักษณ์ตัวต้านทาน

สัญลักษณ์ที่ใช้ทั่วไปในแผนผังและภาพวาดทางไฟฟ้าของตัวต้านทานอาจเป็นเส้นซิกแซกหรือกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าก็ได้

ตัวต้านทานค่าคงที่สมัยใหม่ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มกว้างๆ ดังนี้

  • ตัวต้านทานแบบคาร์บอน – ทำจากฝุ่นคาร์บอนหรือกราไฟต์ ค่าวัตต์ต่ำ
  • ตัวต้านทานแบบฟิล์มหรือเซอร์เมท – ผลิตจากโลหะออกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อไฟฟ้า มีค่าวัตต์ต่ำมาก
  • ตัวต้านทานแบบพันลวด – ตัวเครื่องเป็นโลหะสำหรับติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อน มีกำลังวัตต์สูงมาก
  • ตัวต้านทานเซมิคอนดักเตอร์ – เทคโนโลยีฟิล์มบางแบบติดตั้งบนพื้นผิวที่มีความถี่สูง/แม่นยำ

มีตัวต้านทานแบบคงที่และแบบปรับได้หลากหลายประเภท โดยแต่ละประเภทมีรูปแบบการสร้างที่แตกต่างกันไป โดยแต่ละประเภทจะมีลักษณะ ข้อดี และข้อเสียเฉพาะตัวเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทอื่นๆ หากรวมตัวต้านทานทุกประเภทไว้ด้วยกัน จะทำให้หัวข้อนี้ยาวมาก ดังนั้น ฉันจะจำกัดเฉพาะตัวต้านทานประเภททั่วไปที่ใช้กันทั่วไปและหาได้ง่ายที่สุดเท่านั้น

ประเภทของตัวต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน เป็น ตัวต้านทานแบบองค์ประกอบ ชนิดที่พบได้ทั่วไปที่สุด ตัวต้านทานคาร์บอนเป็นตัวต้านทานเอนกประสงค์ราคาถูกที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบตัวต้านทานผลิตจากผงคาร์บอนหรือกราไฟต์บดละเอียด (คล้ายกับไส้ดินสอ) และผงเซรามิก (ดินเหนียว) ที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อยึดทุกอย่างเข้าด้วยกัน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนคอมโพสิต

ตัวต้านทานคาร์บอน

อัตราส่วนของฝุ่นคาร์บอนต่อเซรามิก (ตัวนำต่อฉนวน) กำหนดค่าความต้านทานโดยรวมของส่วนผสม และยิ่งอัตราส่วนของคาร์บอนสูงขึ้น ความต้านทานโดยรวมก็จะยิ่งลดลง ส่วนผสมจะถูกหล่อเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีลวดโลหะหรือสายนำติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าตามที่แสดง ก่อนที่จะเคลือบด้วยวัสดุฉนวนภายนอกและเครื่องหมายสีเพื่อระบุค่าความต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอน

ตัว ต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิต เป็นตัวต้านทานชนิดกำลังต่ำถึงปานกลางซึ่งมีค่าเหนี่ยวนำต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง แต่ก็อาจเกิดเสียงรบกวนและความเสถียรเมื่อร้อนได้เช่นกัน ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตโดยทั่วไปจะมี สัญลักษณ์ “CR” นำหน้า (เช่น CR10kΩ ) และมีจำหน่ายใน แพ็คเกจ E6 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 20% (ความแม่นยำ)) E12 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 10% ) และ E24 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 5% ) โดยมีพิกัดกำลังตั้งแต่ 0.250 หรือ 1/4 วัตต์ ไปจนถึง 5 วัตต์

ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตมีราคาถูกมากในการผลิต จึงนิยมใช้ในวงจรไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการผลิต ตัวต้านทานแบบคาร์บอนจึงมีค่าความคลาดเคลื่อนสูงมาก ดังนั้น เพื่อความแม่นยำที่มากขึ้นและความต้านทานที่มีค่าสูง จึง  ใช้ตัวต้านทานแบบฟิล์ม แทน

ตัวต้านทานชนิดฟิล์ม

คำศัพท์ทั่วไปว่า “ ตัวต้านทานแบบฟิล์ม ” ประกอบด้วย ตัวต้านทานประเภท ฟิล์มโลหะฟิล์ม คาร์บอน และ ฟิล์มโลหะออกไซด์ ซึ่งโดยทั่วไปทำขึ้นโดยการสะสมโลหะบริสุทธิ์ เช่น นิกเกิล หรือฟิล์มออกไซด์ เช่น ดีบุกออกไซด์ ลงบนแท่งเซรามิกหรือสารตั้งต้นที่เป็นฉนวน

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

ค่าความต้านทานของตัวต้านทานจะถูกควบคุมโดยการเพิ่มความหนาที่ต้องการของฟิล์มที่สะสมไว้ ทำให้ได้ชื่อว่า “ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา” หรือ “ตัวต้านทานแบบฟิล์มบาง”

เมื่อวางฟิล์มแล้ว จะใช้เลเซอร์ในการตัดฟิล์มให้เป็นร่องเกลียวที่มีความแม่นยำสูง การตัดฟิล์มจะช่วยเพิ่มเส้นทางการนำไฟฟ้าหรือความต้านทาน คล้ายกับการนำลวดตรงยาวๆ มาขึ้นรูปเป็นขดลวด

วิธีการผลิตนี้ทำให้ตัวต้านทานมีค่าความคลาดเคลื่อนใกล้เคียงกันมากขึ้น (1% หรือต่ำกว่า) เมื่อเปรียบเทียบกับตัวต้านทานชนิดที่มีองค์ประกอบคาร์บอนแบบธรรมดา ค่าความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทานคือความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการ (เช่น 100 โอห์ม) กับค่าจริงที่ผลิตขึ้น เช่น 103.6 โอห์ม และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น 5%, 10% เป็นต้น และในตัวอย่างของเรา ค่าความคลาดเคลื่อนจริงคือ 3.6% ตัวต้านทานชนิดฟิล์มยังให้ค่าโอห์มสูงสุดที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับตัวต้านทานชนิดอื่นๆ และมีค่าเกิน 10MΩ (10 ล้านโอห์ม) ให้เลือก

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มีเสถียรภาพด้านอุณหภูมิที่ดีกว่าตัวต้านทานคาร์บอนเทียบเท่ามาก มีเสียงรบกวนน้อยกว่า และโดยทั่วไปแล้วจะดีกว่าสำหรับการใช้งานความถี่สูงหรือความถี่วิทยุ ตัวต้านทานออกไซด์ของโลหะ มีความสามารถกระแสไฟกระชากสูงที่ดีกว่าโดยมีระดับอุณหภูมิที่สูงกว่าตัวต้านทานฟิล์มโลหะเทียบเท่ามาก

ตัวต้านทานแบบฟิล์มอีกประเภทหนึ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา ผลิตขึ้นโดยการเคลือบสารตัวนำที่หนากว่ามากซึ่ง ประกอบด้วย CER amic และ MET al ที่เรียกว่า Cermetลงบนพื้นผิวเซรามิกอะลูมินา ตัวต้านทานแบบ Cermet มีคุณสมบัติคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ และโดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตตัวต้านทานแบบชิปติดตั้งบนพื้นผิวขนาดเล็ก เครือข่ายตัวต้านทานหลายตัวในแพ็คเกจเดียวสำหรับ PCB และตัวต้านทานความถี่สูง ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสถียรภาพทางอุณหภูมิที่ดี เสียงรบกวนต่ำ และแรงดันไฟฟ้าที่ดี แต่มีคุณสมบัติกระแสไฟกระชากต่ำ

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มี สัญลักษณ์ “MFR” นำหน้า (เช่น MFR100kΩ ) และ CF สำหรับประเภทฟิล์มคาร์บอน ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมีให้เลือกทั้งแบบ E24 (ค่าคลาดเคลื่อน ±5% และ ±2%) E96 (ค่าคลาดเคลื่อน ±1%) และ E192 (ค่าคลาดเคลื่อน ±0.5%, ±0.25% และ ±0.1%) พร้อมกำลังไฟตั้งแต่ 0.05 (1/20) วัตต์ถึง 1/2 วัตต์ โดยทั่วไป ตัวต้านทานฟิล์มและโดยเฉพาะตัวต้านทานฟิล์มโลหะเป็นส่วนประกอบที่มีกำลังไฟต่ำอย่างแม่นยำ

ตัวต้านทานชนิดพันลวด

ตัวต้านทานอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า ตัวต้านทานแบบพันลวดทำโดยการพันลวดโลหะผสมบางๆ (นิโครม) หรือลวดที่คล้ายคลึงกันเข้ากับตัวสร้างเซรามิกที่เป็นฉนวนในลักษณะเกลียวคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มด้านบน

ตัวอย่างความต้านทานแบบลวดพัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

โดยทั่วไปตัวต้านทานประเภทนี้จะมีให้ใช้ได้เฉพาะค่าความแม่นยำสูงโอห์มิกต่ำมาก (ตั้งแต่ 0.01Ω ถึง 100kΩ ) เนื่องจากขนาดของสายและจำนวนรอบที่เป็นไปได้ของตัวต้านทาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ในวงจรการวัดและการใช้งานประเภทสะพานวีตสโตน

ตัวต้านทานเหล่านี้สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวต้านทานอื่นๆ ที่มีค่าโอห์มเดียวกันที่มีกำลังไฟฟ้าเกิน 300 วัตต์ได้มาก ตัวต้านทานที่มีกำลังไฟฟ้าสูงเหล่านี้ถูกหล่อหรืออัดขึ้นรูปเข้ากับตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียมที่มีครีบติดไว้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวโดยรวมเพื่อส่งเสริมการสูญเสียความร้อนและการระบายความร้อน

ตัวต้านทานชนิดพิเศษเหล่านี้เรียกว่า "ตัวต้านทานแบบติดแชสซี" เนื่องจากได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อนหรือแผ่นโลหะเพื่อระบายความร้อนที่เกิดขึ้นได้มากขึ้น การติดตั้งตัวต้านทานบนแผ่นระบายความร้อนจะช่วยเพิ่มความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น

ตัวต้านทานแบบพันลวดอีกประเภทหนึ่งคือ ตัวต้านทานแบบพันลวดแบบมีกำลังไฟฟ้าตัวต้านทานประเภทนี้เป็นตัวต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ทนความร้อนสูง โดยทั่วไปจะเคลือบด้วยอีพอกซีเคลือบแก้วหรือแก้วสำหรับใช้ในธนาคารตัวต้านทานหรือการควบคุมมอเตอร์ DC/เซอร์โวและการเบรกแบบไดนามิก นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องทำความร้อนในพื้นที่หรือตู้ที่มีวัตต์ต่ำได้อีกด้วย

ลวดต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำจะพันรอบท่อเซรามิกหรือพอร์ซเลนที่เคลือบด้วยไมก้าเพื่อป้องกันไม่ให้ลวดโลหะผสมเคลื่อนที่เมื่อร้อน ตัวต้านทานแบบพันลวดมีให้เลือกหลายค่าความต้านทานและกำลังไฟฟ้า โดยการใช้งานหลักอย่างหนึ่งของตัวต้านทานแบบพันลวดคือในองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าของเตาไฟฟ้า ซึ่งแปลงกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านให้เป็นความร้อน โดยแต่ละองค์ประกอบจะกระจายพลังงานได้มากถึง 1,000 วัตต์ (1 กิโลวัตต์)

เนื่องจากลวดของตัวต้านทานแบบพันลวดมาตรฐานจะพันเป็นขดลวดภายในตัวต้านทาน จึงทำหน้าที่เหมือนตัวเหนี่ยวนำ ทำให้ตัวต้านทานมีค่าเหนี่ยวนำและความต้านทานด้วย สิ่งนี้ส่งผลต่อการทำงานของตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับโดยทำให้เกิดการเลื่อนเฟสที่ความถี่สูง โดยเฉพาะในตัวต้านทานขนาดใหญ่ ความยาวของเส้นทางความต้านทานจริงในตัวต้านทานและสายนำจะทำให้เกิดความเหนี่ยวนำแบบอนุกรมกับความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง "ที่เห็นได้ชัด" ส่งผลให้เส้นทางความต้านทานรวมอยู่ที่ Z โอห์ม

อิมพีแดนซ์ ( Z ) คือผลรวมของความต้านทาน ( R ) และความเหนี่ยวนำ ( X ) ซึ่งวัดเป็นโอห์ม และสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบอนุกรมจะแสดงเป็น Z2 = R2 + X2

เมื่อใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ค่าเหนี่ยวนำนี้จะเปลี่ยนแปลงตามความถี่ (รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำ XL = 2πƒL ) ดังนั้นค่ารวมของตัวต้านทานจึงเปลี่ยนแปลงไปด้วย รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ แต่จะเป็นศูนย์ที่ DC (ความถี่ศูนย์) ดังนั้น ตัวต้านทานแบบพันลวดจะต้องไม่ได้รับการออกแบบหรือใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับหรือวงจรขยายสัญญาณที่ความถี่ของตัวต้านทานเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานแบบพันลวดที่ไม่เหนี่ยวนำแบบพิเศษก็มีจำหน่ายเช่นกัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

ลวดพัน

ตัวต้านทานชนิดลวดพันจะมี สัญลักษณ์ “WH” หรือ “W” ขึ้นต้น (เช่น WH10Ω ) และมีให้เลือกใช้ใน แพ็คเกจเคลือบอะลูมิเนียม WH (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2%, ±5% และ ±10%) หรือ แพ็คเกจเคลือบอีนาเมลแบบแก้ว W (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2% และ ±5%) โดยมีพิกัดกำลังไฟตั้งแต่ 1W ถึง 300W หรือมากกว่านั้น

สรุป

สรุปแล้ว มีตัวต้านทานหลายประเภทให้เลือกตั้งแต่ตัวต้านทานแบบคาร์บอนราคาถูกที่มีความคลาดเคลื่อนสูงสำหรับใช้งานทั่วไป ไปจนถึงตัวต้านทานแบบฟิล์มความแม่นยำสูงที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ ราคาแพง รวมถึงตัวต้านทานเซรามิกแบบพันลวดกำลังสูง ตัวต้านทานทำหน้าที่ควบคุม ขัดขวาง หรือตั้งค่าการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง หรือสามารถลดแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าได้

ค่าความต้านทานของตัวต้านทาน ความสามารถในการจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้าวัดเป็นโอห์ม ( Ω ) ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์มต่อตัวต้านทานไปจนถึงหลาย ล้าน โอห์ม (เมกะโอห์ม) ตัวต้านทานอาจมีค่าคงที่ เช่น 100 โอห์ม ( 100Ω ) หรือค่าแปรผัน เช่น 0 ถึง 100Ω

ตัวต้านทานจะมีค่าความต้านทานเท่ากันเสมอไม่ว่าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟจาก DC ไปยังความถี่สูงมากจะเป็นเท่าใด และตัวต้านทานทั้งหมดมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นก็คือค่าความต้านทานในหน่วยโอห์มในวงจรจะเป็นค่าบวกเสมอ และไม่มีทางเป็นค่าลบได้

การใช้งานและการประยุกต์ใช้ตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์นั้นมีมากมายและหลากหลาย โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์แทบทุกวงจรที่เคยออกแบบมาโดยใช้ตัวต้านทานหนึ่งประเภทหรือมากกว่านั้น ตัวต้านทานมักใช้เพื่อจุดประสงค์ต่างๆ เช่น การจำกัดกระแส การให้แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่เหมาะสมแก่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ การป้องกัน LED หรืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ จากความเสียหายจากกระแสเกิน ตลอดจนการปรับหรือจำกัดการตอบสนองความถี่ในวงจรเสียงหรือวงจรกรอง

ในวงจรดิจิทัล ตัวต้านทานหลายประเภทสามารถใช้เพื่อดึงแรงดันไฟฟ้าขึ้นหรือลงที่พินอินพุตของชิปลอจิกดิจิทัล หรือโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จุดหนึ่งในวงจรโดยการวางตัวต้านทานสองตัวเข้าด้วยกันแบบอนุกรมเพื่อสร้างเครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า รายการนี้ไม่มีที่สิ้นสุด!

ในบทช่วยสอนถัดไปเกี่ยวกับ ตัวต้านทานเราจะดูวิธีการต่างๆ ในการระบุค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบคงที่ประเภทต่างๆ โดยวิธีการระบุที่พบมากที่สุดคือการใช้ รหัสสี และแถบสีรอบตัวต้านทาน

บทความที่เกี่ยวข้อง

คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

ทำความเข้าใจคุณลักษณะและการใช้งานของตัวต้านทานประเภททั่วไปแต่ละประเภท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

นักเขียนบทความ
by 
นักเขียนบทความ
คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

ทำความเข้าใจคุณลักษณะและการใช้งานของตัวต้านทานประเภททั่วไปแต่ละประเภท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

ตัวต้านทาน

มี ตัวต้านทานหลายประเภท ให้ผู้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลือกใช้ ตั้งแต่ตัวต้านทานแบบชิปติดพื้นผิวขนาดเล็กไปจนถึงตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าแบบพันลวดขนาดใหญ่

หน้าที่หลักของตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์คือ “ต้านทาน” (จึงเรียกว่า ตัวต้านทาน ) ควบคุมหรือตั้งค่าการไหลของอิเล็กตรอน (กระแสไฟฟ้า) ผ่านตัวต้านทานโดยใช้วัสดุตัวนำชนิดต่างๆ ที่ประกอบขึ้นจากตัวต้านทาน ตัวต้านทานสามารถเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมและขนานเพื่อสร้างเครือข่ายตัวต้านทานซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวลดแรงดันไฟ ตัวแบ่งแรงดันไฟ หรือตัวจำกัดกระแสภายในวงจร

ประเภทตัวต้านทานทั่วไป

ตัวต้านทานแบบทั่วไป

ตัวต้านทานคือสิ่งที่เรียกว่า "อุปกรณ์แบบพาสซีฟ" ซึ่งหมายความว่าตัวต้านทานไม่มีแหล่งจ่ายพลังงานหรือตัวขยายสัญญาณ แต่ทำหน้าที่เพียงลดหรือลดแรงดันไฟหรือสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานเท่านั้น การลดทอนนี้ส่งผลให้สูญเสียพลังงานไฟฟ้าในรูปของความร้อน เนื่องจากตัวต้านทานต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนผ่านตัวต้านทาน

จากนั้นจะต้องเกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองของตัวต้านทานเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหล ความต่างศักย์นี้จะช่วยปรับสมดุลพลังงานที่สูญเสียไป เมื่อใช้ในวงจร DC ความต่างศักย์ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแรงดันตกของตัวต้านทาน จะถูกวัดข้ามขั้วขณะที่กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านตัวต้านทาน

ตัวต้านทานส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์เชิงเส้นที่สร้างแรงดันตกคร่อมตัวเองเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากเป็นไปตามกฎของโอห์ม และค่าความต้านทานที่ต่างกันก็สร้างกระแสหรือแรงดันที่ต่างกัน ซึ่งอาจมีประโยชน์มากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยควบคุมหรือลดการไหลของกระแสหรือแรงดันที่เกิดขึ้นบนวงจรเหล่านี้ เราสามารถสร้างตัวแปลงแรงดันเป็นกระแสและกระแสเป็นแรงดันได้

ตัวต้านทานมีอยู่หลายพัน ชนิด  และมีการผลิตในรูปแบบต่างๆ เนื่องด้วยคุณลักษณะเฉพาะและความแม่นยำของตัวต้านทานจึงเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่เฉพาะ เช่น ความเสถียรสูง แรงดันไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าสูง เป็นต้น หรือใช้เป็นตัวต้านทานวัตถุประสงค์ทั่วไปที่มีคุณลักษณะเป็นปัญหาไม่มากนัก

ลักษณะทั่วไปบางประการที่เกี่ยวข้องกับตัวต้านทานแบบอ่อนน้อม ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้า สัญญาณรบกวน การตอบสนองความถี่ กำลังไฟ รวมถึง ค่าอุณหภูมิของตัวต้านทาน ขนาดทางกายภาพ และ ความน่าเชื่อถือ

ในแผนผังวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และแผนผังวงจรทั้งหมด สัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับตัวต้านทานค่าคงที่คือเส้นแบบซิกแซก โดยมีค่าความต้านทานเป็นโอห์ม Ωตัวต้านทานมีค่าความต้านทานคงที่ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์ม ( <1Ω ) ไปจนถึงมากกว่าสิบล้านโอห์ม ( >10MΩ )

ตัวต้านทานแบบคงที่จะมีค่าความต้านทานเพียงค่าเดียว เช่น 100Ωแต่ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (โพเทนชิออมิเตอร์) สามารถให้ค่าความต้านทานได้ไม่จำกัดจำนวนตั้งแต่ 0 ถึงค่าสูงสุด

สัญลักษณ์ตัวต้านทานมาตรฐาน

สัญลักษณ์ตัวต้านทาน

สัญลักษณ์ที่ใช้ทั่วไปในแผนผังและภาพวาดทางไฟฟ้าของตัวต้านทานอาจเป็นเส้นซิกแซกหรือกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าก็ได้

ตัวต้านทานค่าคงที่สมัยใหม่ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มกว้างๆ ดังนี้

  • ตัวต้านทานแบบคาร์บอน – ทำจากฝุ่นคาร์บอนหรือกราไฟต์ ค่าวัตต์ต่ำ
  • ตัวต้านทานแบบฟิล์มหรือเซอร์เมท – ผลิตจากโลหะออกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อไฟฟ้า มีค่าวัตต์ต่ำมาก
  • ตัวต้านทานแบบพันลวด – ตัวเครื่องเป็นโลหะสำหรับติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อน มีกำลังวัตต์สูงมาก
  • ตัวต้านทานเซมิคอนดักเตอร์ – เทคโนโลยีฟิล์มบางแบบติดตั้งบนพื้นผิวที่มีความถี่สูง/แม่นยำ

มีตัวต้านทานแบบคงที่และแบบปรับได้หลากหลายประเภท โดยแต่ละประเภทมีรูปแบบการสร้างที่แตกต่างกันไป โดยแต่ละประเภทจะมีลักษณะ ข้อดี และข้อเสียเฉพาะตัวเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทอื่นๆ หากรวมตัวต้านทานทุกประเภทไว้ด้วยกัน จะทำให้หัวข้อนี้ยาวมาก ดังนั้น ฉันจะจำกัดเฉพาะตัวต้านทานประเภททั่วไปที่ใช้กันทั่วไปและหาได้ง่ายที่สุดเท่านั้น

ประเภทของตัวต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน เป็น ตัวต้านทานแบบองค์ประกอบ ชนิดที่พบได้ทั่วไปที่สุด ตัวต้านทานคาร์บอนเป็นตัวต้านทานเอนกประสงค์ราคาถูกที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบตัวต้านทานผลิตจากผงคาร์บอนหรือกราไฟต์บดละเอียด (คล้ายกับไส้ดินสอ) และผงเซรามิก (ดินเหนียว) ที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อยึดทุกอย่างเข้าด้วยกัน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนคอมโพสิต

ตัวต้านทานคาร์บอน

อัตราส่วนของฝุ่นคาร์บอนต่อเซรามิก (ตัวนำต่อฉนวน) กำหนดค่าความต้านทานโดยรวมของส่วนผสม และยิ่งอัตราส่วนของคาร์บอนสูงขึ้น ความต้านทานโดยรวมก็จะยิ่งลดลง ส่วนผสมจะถูกหล่อเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีลวดโลหะหรือสายนำติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าตามที่แสดง ก่อนที่จะเคลือบด้วยวัสดุฉนวนภายนอกและเครื่องหมายสีเพื่อระบุค่าความต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอน

ตัว ต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิต เป็นตัวต้านทานชนิดกำลังต่ำถึงปานกลางซึ่งมีค่าเหนี่ยวนำต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง แต่ก็อาจเกิดเสียงรบกวนและความเสถียรเมื่อร้อนได้เช่นกัน ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตโดยทั่วไปจะมี สัญลักษณ์ “CR” นำหน้า (เช่น CR10kΩ ) และมีจำหน่ายใน แพ็คเกจ E6 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 20% (ความแม่นยำ)) E12 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 10% ) และ E24 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 5% ) โดยมีพิกัดกำลังตั้งแต่ 0.250 หรือ 1/4 วัตต์ ไปจนถึง 5 วัตต์

ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตมีราคาถูกมากในการผลิต จึงนิยมใช้ในวงจรไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการผลิต ตัวต้านทานแบบคาร์บอนจึงมีค่าความคลาดเคลื่อนสูงมาก ดังนั้น เพื่อความแม่นยำที่มากขึ้นและความต้านทานที่มีค่าสูง จึง  ใช้ตัวต้านทานแบบฟิล์ม แทน

ตัวต้านทานชนิดฟิล์ม

คำศัพท์ทั่วไปว่า “ ตัวต้านทานแบบฟิล์ม ” ประกอบด้วย ตัวต้านทานประเภท ฟิล์มโลหะฟิล์ม คาร์บอน และ ฟิล์มโลหะออกไซด์ ซึ่งโดยทั่วไปทำขึ้นโดยการสะสมโลหะบริสุทธิ์ เช่น นิกเกิล หรือฟิล์มออกไซด์ เช่น ดีบุกออกไซด์ ลงบนแท่งเซรามิกหรือสารตั้งต้นที่เป็นฉนวน

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

ค่าความต้านทานของตัวต้านทานจะถูกควบคุมโดยการเพิ่มความหนาที่ต้องการของฟิล์มที่สะสมไว้ ทำให้ได้ชื่อว่า “ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา” หรือ “ตัวต้านทานแบบฟิล์มบาง”

เมื่อวางฟิล์มแล้ว จะใช้เลเซอร์ในการตัดฟิล์มให้เป็นร่องเกลียวที่มีความแม่นยำสูง การตัดฟิล์มจะช่วยเพิ่มเส้นทางการนำไฟฟ้าหรือความต้านทาน คล้ายกับการนำลวดตรงยาวๆ มาขึ้นรูปเป็นขดลวด

วิธีการผลิตนี้ทำให้ตัวต้านทานมีค่าความคลาดเคลื่อนใกล้เคียงกันมากขึ้น (1% หรือต่ำกว่า) เมื่อเปรียบเทียบกับตัวต้านทานชนิดที่มีองค์ประกอบคาร์บอนแบบธรรมดา ค่าความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทานคือความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการ (เช่น 100 โอห์ม) กับค่าจริงที่ผลิตขึ้น เช่น 103.6 โอห์ม และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น 5%, 10% เป็นต้น และในตัวอย่างของเรา ค่าความคลาดเคลื่อนจริงคือ 3.6% ตัวต้านทานชนิดฟิล์มยังให้ค่าโอห์มสูงสุดที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับตัวต้านทานชนิดอื่นๆ และมีค่าเกิน 10MΩ (10 ล้านโอห์ม) ให้เลือก

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มีเสถียรภาพด้านอุณหภูมิที่ดีกว่าตัวต้านทานคาร์บอนเทียบเท่ามาก มีเสียงรบกวนน้อยกว่า และโดยทั่วไปแล้วจะดีกว่าสำหรับการใช้งานความถี่สูงหรือความถี่วิทยุ ตัวต้านทานออกไซด์ของโลหะ มีความสามารถกระแสไฟกระชากสูงที่ดีกว่าโดยมีระดับอุณหภูมิที่สูงกว่าตัวต้านทานฟิล์มโลหะเทียบเท่ามาก

ตัวต้านทานแบบฟิล์มอีกประเภทหนึ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา ผลิตขึ้นโดยการเคลือบสารตัวนำที่หนากว่ามากซึ่ง ประกอบด้วย CER amic และ MET al ที่เรียกว่า Cermetลงบนพื้นผิวเซรามิกอะลูมินา ตัวต้านทานแบบ Cermet มีคุณสมบัติคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ และโดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตตัวต้านทานแบบชิปติดตั้งบนพื้นผิวขนาดเล็ก เครือข่ายตัวต้านทานหลายตัวในแพ็คเกจเดียวสำหรับ PCB และตัวต้านทานความถี่สูง ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสถียรภาพทางอุณหภูมิที่ดี เสียงรบกวนต่ำ และแรงดันไฟฟ้าที่ดี แต่มีคุณสมบัติกระแสไฟกระชากต่ำ

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มี สัญลักษณ์ “MFR” นำหน้า (เช่น MFR100kΩ ) และ CF สำหรับประเภทฟิล์มคาร์บอน ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมีให้เลือกทั้งแบบ E24 (ค่าคลาดเคลื่อน ±5% และ ±2%) E96 (ค่าคลาดเคลื่อน ±1%) และ E192 (ค่าคลาดเคลื่อน ±0.5%, ±0.25% และ ±0.1%) พร้อมกำลังไฟตั้งแต่ 0.05 (1/20) วัตต์ถึง 1/2 วัตต์ โดยทั่วไป ตัวต้านทานฟิล์มและโดยเฉพาะตัวต้านทานฟิล์มโลหะเป็นส่วนประกอบที่มีกำลังไฟต่ำอย่างแม่นยำ

ตัวต้านทานชนิดพันลวด

ตัวต้านทานอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า ตัวต้านทานแบบพันลวดทำโดยการพันลวดโลหะผสมบางๆ (นิโครม) หรือลวดที่คล้ายคลึงกันเข้ากับตัวสร้างเซรามิกที่เป็นฉนวนในลักษณะเกลียวคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มด้านบน

ตัวอย่างความต้านทานแบบลวดพัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

โดยทั่วไปตัวต้านทานประเภทนี้จะมีให้ใช้ได้เฉพาะค่าความแม่นยำสูงโอห์มิกต่ำมาก (ตั้งแต่ 0.01Ω ถึง 100kΩ ) เนื่องจากขนาดของสายและจำนวนรอบที่เป็นไปได้ของตัวต้านทาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ในวงจรการวัดและการใช้งานประเภทสะพานวีตสโตน

ตัวต้านทานเหล่านี้สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวต้านทานอื่นๆ ที่มีค่าโอห์มเดียวกันที่มีกำลังไฟฟ้าเกิน 300 วัตต์ได้มาก ตัวต้านทานที่มีกำลังไฟฟ้าสูงเหล่านี้ถูกหล่อหรืออัดขึ้นรูปเข้ากับตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียมที่มีครีบติดไว้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวโดยรวมเพื่อส่งเสริมการสูญเสียความร้อนและการระบายความร้อน

ตัวต้านทานชนิดพิเศษเหล่านี้เรียกว่า "ตัวต้านทานแบบติดแชสซี" เนื่องจากได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อนหรือแผ่นโลหะเพื่อระบายความร้อนที่เกิดขึ้นได้มากขึ้น การติดตั้งตัวต้านทานบนแผ่นระบายความร้อนจะช่วยเพิ่มความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น

ตัวต้านทานแบบพันลวดอีกประเภทหนึ่งคือ ตัวต้านทานแบบพันลวดแบบมีกำลังไฟฟ้าตัวต้านทานประเภทนี้เป็นตัวต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ทนความร้อนสูง โดยทั่วไปจะเคลือบด้วยอีพอกซีเคลือบแก้วหรือแก้วสำหรับใช้ในธนาคารตัวต้านทานหรือการควบคุมมอเตอร์ DC/เซอร์โวและการเบรกแบบไดนามิก นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องทำความร้อนในพื้นที่หรือตู้ที่มีวัตต์ต่ำได้อีกด้วย

ลวดต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำจะพันรอบท่อเซรามิกหรือพอร์ซเลนที่เคลือบด้วยไมก้าเพื่อป้องกันไม่ให้ลวดโลหะผสมเคลื่อนที่เมื่อร้อน ตัวต้านทานแบบพันลวดมีให้เลือกหลายค่าความต้านทานและกำลังไฟฟ้า โดยการใช้งานหลักอย่างหนึ่งของตัวต้านทานแบบพันลวดคือในองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าของเตาไฟฟ้า ซึ่งแปลงกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านให้เป็นความร้อน โดยแต่ละองค์ประกอบจะกระจายพลังงานได้มากถึง 1,000 วัตต์ (1 กิโลวัตต์)

เนื่องจากลวดของตัวต้านทานแบบพันลวดมาตรฐานจะพันเป็นขดลวดภายในตัวต้านทาน จึงทำหน้าที่เหมือนตัวเหนี่ยวนำ ทำให้ตัวต้านทานมีค่าเหนี่ยวนำและความต้านทานด้วย สิ่งนี้ส่งผลต่อการทำงานของตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับโดยทำให้เกิดการเลื่อนเฟสที่ความถี่สูง โดยเฉพาะในตัวต้านทานขนาดใหญ่ ความยาวของเส้นทางความต้านทานจริงในตัวต้านทานและสายนำจะทำให้เกิดความเหนี่ยวนำแบบอนุกรมกับความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง "ที่เห็นได้ชัด" ส่งผลให้เส้นทางความต้านทานรวมอยู่ที่ Z โอห์ม

อิมพีแดนซ์ ( Z ) คือผลรวมของความต้านทาน ( R ) และความเหนี่ยวนำ ( X ) ซึ่งวัดเป็นโอห์ม และสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบอนุกรมจะแสดงเป็น Z2 = R2 + X2

เมื่อใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ค่าเหนี่ยวนำนี้จะเปลี่ยนแปลงตามความถี่ (รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำ XL = 2πƒL ) ดังนั้นค่ารวมของตัวต้านทานจึงเปลี่ยนแปลงไปด้วย รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ แต่จะเป็นศูนย์ที่ DC (ความถี่ศูนย์) ดังนั้น ตัวต้านทานแบบพันลวดจะต้องไม่ได้รับการออกแบบหรือใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับหรือวงจรขยายสัญญาณที่ความถี่ของตัวต้านทานเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานแบบพันลวดที่ไม่เหนี่ยวนำแบบพิเศษก็มีจำหน่ายเช่นกัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

ลวดพัน

ตัวต้านทานชนิดลวดพันจะมี สัญลักษณ์ “WH” หรือ “W” ขึ้นต้น (เช่น WH10Ω ) และมีให้เลือกใช้ใน แพ็คเกจเคลือบอะลูมิเนียม WH (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2%, ±5% และ ±10%) หรือ แพ็คเกจเคลือบอีนาเมลแบบแก้ว W (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2% และ ±5%) โดยมีพิกัดกำลังไฟตั้งแต่ 1W ถึง 300W หรือมากกว่านั้น

สรุป

สรุปแล้ว มีตัวต้านทานหลายประเภทให้เลือกตั้งแต่ตัวต้านทานแบบคาร์บอนราคาถูกที่มีความคลาดเคลื่อนสูงสำหรับใช้งานทั่วไป ไปจนถึงตัวต้านทานแบบฟิล์มความแม่นยำสูงที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ ราคาแพง รวมถึงตัวต้านทานเซรามิกแบบพันลวดกำลังสูง ตัวต้านทานทำหน้าที่ควบคุม ขัดขวาง หรือตั้งค่าการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง หรือสามารถลดแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าได้

ค่าความต้านทานของตัวต้านทาน ความสามารถในการจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้าวัดเป็นโอห์ม ( Ω ) ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์มต่อตัวต้านทานไปจนถึงหลาย ล้าน โอห์ม (เมกะโอห์ม) ตัวต้านทานอาจมีค่าคงที่ เช่น 100 โอห์ม ( 100Ω ) หรือค่าแปรผัน เช่น 0 ถึง 100Ω

ตัวต้านทานจะมีค่าความต้านทานเท่ากันเสมอไม่ว่าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟจาก DC ไปยังความถี่สูงมากจะเป็นเท่าใด และตัวต้านทานทั้งหมดมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นก็คือค่าความต้านทานในหน่วยโอห์มในวงจรจะเป็นค่าบวกเสมอ และไม่มีทางเป็นค่าลบได้

การใช้งานและการประยุกต์ใช้ตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์นั้นมีมากมายและหลากหลาย โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์แทบทุกวงจรที่เคยออกแบบมาโดยใช้ตัวต้านทานหนึ่งประเภทหรือมากกว่านั้น ตัวต้านทานมักใช้เพื่อจุดประสงค์ต่างๆ เช่น การจำกัดกระแส การให้แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่เหมาะสมแก่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ การป้องกัน LED หรืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ จากความเสียหายจากกระแสเกิน ตลอดจนการปรับหรือจำกัดการตอบสนองความถี่ในวงจรเสียงหรือวงจรกรอง

ในวงจรดิจิทัล ตัวต้านทานหลายประเภทสามารถใช้เพื่อดึงแรงดันไฟฟ้าขึ้นหรือลงที่พินอินพุตของชิปลอจิกดิจิทัล หรือโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จุดหนึ่งในวงจรโดยการวางตัวต้านทานสองตัวเข้าด้วยกันแบบอนุกรมเพื่อสร้างเครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า รายการนี้ไม่มีที่สิ้นสุด!

ในบทช่วยสอนถัดไปเกี่ยวกับ ตัวต้านทานเราจะดูวิธีการต่างๆ ในการระบุค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบคงที่ประเภทต่างๆ โดยวิธีการระบุที่พบมากที่สุดคือการใช้ รหัสสี และแถบสีรอบตัวต้านทาน

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Suspendisse varius enim in eros elementum tristique. Duis cursus, mi quis viverra ornare, eros dolor interdum nulla, ut commodo diam libero vitae erat. Aenean faucibus nibh et justo cursus id rutrum lorem imperdiet. Nunc ut sem vitae risus tristique posuere.

คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

คู่มือสำคัญของคุณสำหรับตัวต้านทานทุกประเภท

ทำความเข้าใจคุณลักษณะและการใช้งานของตัวต้านทานประเภททั่วไปแต่ละประเภท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

Lorem ipsum dolor amet consectetur adipiscing elit tortor massa arcu non.

ตัวต้านทาน

มี ตัวต้านทานหลายประเภท ให้ผู้สร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เลือกใช้ ตั้งแต่ตัวต้านทานแบบชิปติดพื้นผิวขนาดเล็กไปจนถึงตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าแบบพันลวดขนาดใหญ่

หน้าที่หลักของตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์คือ “ต้านทาน” (จึงเรียกว่า ตัวต้านทาน ) ควบคุมหรือตั้งค่าการไหลของอิเล็กตรอน (กระแสไฟฟ้า) ผ่านตัวต้านทานโดยใช้วัสดุตัวนำชนิดต่างๆ ที่ประกอบขึ้นจากตัวต้านทาน ตัวต้านทานสามารถเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมและขนานเพื่อสร้างเครือข่ายตัวต้านทานซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นตัวลดแรงดันไฟ ตัวแบ่งแรงดันไฟ หรือตัวจำกัดกระแสภายในวงจร

ประเภทตัวต้านทานทั่วไป

ตัวต้านทานแบบทั่วไป

ตัวต้านทานคือสิ่งที่เรียกว่า "อุปกรณ์แบบพาสซีฟ" ซึ่งหมายความว่าตัวต้านทานไม่มีแหล่งจ่ายพลังงานหรือตัวขยายสัญญาณ แต่ทำหน้าที่เพียงลดหรือลดแรงดันไฟหรือสัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานเท่านั้น การลดทอนนี้ส่งผลให้สูญเสียพลังงานไฟฟ้าในรูปของความร้อน เนื่องจากตัวต้านทานต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนผ่านตัวต้านทาน

จากนั้นจะต้องเกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองของตัวต้านทานเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหล ความต่างศักย์นี้จะช่วยปรับสมดุลพลังงานที่สูญเสียไป เมื่อใช้ในวงจร DC ความต่างศักย์ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าแรงดันตกของตัวต้านทาน จะถูกวัดข้ามขั้วขณะที่กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านตัวต้านทาน

ตัวต้านทานส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์เชิงเส้นที่สร้างแรงดันตกคร่อมตัวเองเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากเป็นไปตามกฎของโอห์ม และค่าความต้านทานที่ต่างกันก็สร้างกระแสหรือแรงดันที่ต่างกัน ซึ่งอาจมีประโยชน์มากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยควบคุมหรือลดการไหลของกระแสหรือแรงดันที่เกิดขึ้นบนวงจรเหล่านี้ เราสามารถสร้างตัวแปลงแรงดันเป็นกระแสและกระแสเป็นแรงดันได้

ตัวต้านทานมีอยู่หลายพัน ชนิด  และมีการผลิตในรูปแบบต่างๆ เนื่องด้วยคุณลักษณะเฉพาะและความแม่นยำของตัวต้านทานจึงเหมาะกับการใช้งานในพื้นที่เฉพาะ เช่น ความเสถียรสูง แรงดันไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าสูง เป็นต้น หรือใช้เป็นตัวต้านทานวัตถุประสงค์ทั่วไปที่มีคุณลักษณะเป็นปัญหาไม่มากนัก

ลักษณะทั่วไปบางประการที่เกี่ยวข้องกับตัวต้านทานแบบอ่อนน้อม ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้า สัญญาณรบกวน การตอบสนองความถี่ กำลังไฟ รวมถึง ค่าอุณหภูมิของตัวต้านทาน ขนาดทางกายภาพ และ ความน่าเชื่อถือ

ในแผนผังวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และแผนผังวงจรทั้งหมด สัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับตัวต้านทานค่าคงที่คือเส้นแบบซิกแซก โดยมีค่าความต้านทานเป็นโอห์ม Ωตัวต้านทานมีค่าความต้านทานคงที่ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์ม ( <1Ω ) ไปจนถึงมากกว่าสิบล้านโอห์ม ( >10MΩ )

ตัวต้านทานแบบคงที่จะมีค่าความต้านทานเพียงค่าเดียว เช่น 100Ωแต่ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (โพเทนชิออมิเตอร์) สามารถให้ค่าความต้านทานได้ไม่จำกัดจำนวนตั้งแต่ 0 ถึงค่าสูงสุด

สัญลักษณ์ตัวต้านทานมาตรฐาน

สัญลักษณ์ตัวต้านทาน

สัญลักษณ์ที่ใช้ทั่วไปในแผนผังและภาพวาดทางไฟฟ้าของตัวต้านทานอาจเป็นเส้นซิกแซกหรือกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าก็ได้

ตัวต้านทานค่าคงที่สมัยใหม่ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มกว้างๆ ดังนี้

  • ตัวต้านทานแบบคาร์บอน – ทำจากฝุ่นคาร์บอนหรือกราไฟต์ ค่าวัตต์ต่ำ
  • ตัวต้านทานแบบฟิล์มหรือเซอร์เมท – ผลิตจากโลหะออกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็นสื่อไฟฟ้า มีค่าวัตต์ต่ำมาก
  • ตัวต้านทานแบบพันลวด – ตัวเครื่องเป็นโลหะสำหรับติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อน มีกำลังวัตต์สูงมาก
  • ตัวต้านทานเซมิคอนดักเตอร์ – เทคโนโลยีฟิล์มบางแบบติดตั้งบนพื้นผิวที่มีความถี่สูง/แม่นยำ

มีตัวต้านทานแบบคงที่และแบบปรับได้หลากหลายประเภท โดยแต่ละประเภทมีรูปแบบการสร้างที่แตกต่างกันไป โดยแต่ละประเภทจะมีลักษณะ ข้อดี และข้อเสียเฉพาะตัวเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทอื่นๆ หากรวมตัวต้านทานทุกประเภทไว้ด้วยกัน จะทำให้หัวข้อนี้ยาวมาก ดังนั้น ฉันจะจำกัดเฉพาะตัวต้านทานประเภททั่วไปที่ใช้กันทั่วไปและหาได้ง่ายที่สุดเท่านั้น

ประเภทของตัวต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน เป็น ตัวต้านทานแบบองค์ประกอบ ชนิดที่พบได้ทั่วไปที่สุด ตัวต้านทานคาร์บอนเป็นตัวต้านทานเอนกประสงค์ราคาถูกที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบตัวต้านทานผลิตจากผงคาร์บอนหรือกราไฟต์บดละเอียด (คล้ายกับไส้ดินสอ) และผงเซรามิก (ดินเหนียว) ที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อยึดทุกอย่างเข้าด้วยกัน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนคอมโพสิต

ตัวต้านทานคาร์บอน

อัตราส่วนของฝุ่นคาร์บอนต่อเซรามิก (ตัวนำต่อฉนวน) กำหนดค่าความต้านทานโดยรวมของส่วนผสม และยิ่งอัตราส่วนของคาร์บอนสูงขึ้น ความต้านทานโดยรวมก็จะยิ่งลดลง ส่วนผสมจะถูกหล่อเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีลวดโลหะหรือสายนำติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าตามที่แสดง ก่อนที่จะเคลือบด้วยวัสดุฉนวนภายนอกและเครื่องหมายสีเพื่อระบุค่าความต้านทาน

ตัวต้านทานคาร์บอน

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอน

ตัว ต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิต เป็นตัวต้านทานชนิดกำลังต่ำถึงปานกลางซึ่งมีค่าเหนี่ยวนำต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง แต่ก็อาจเกิดเสียงรบกวนและความเสถียรเมื่อร้อนได้เช่นกัน ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตโดยทั่วไปจะมี สัญลักษณ์ “CR” นำหน้า (เช่น CR10kΩ ) และมีจำหน่ายใน แพ็คเกจ E6 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 20% (ความแม่นยำ)) E12 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 10% ) และ E24 ( ค่าคลาดเคลื่อน ± 5% ) โดยมีพิกัดกำลังตั้งแต่ 0.250 หรือ 1/4 วัตต์ ไปจนถึง 5 วัตต์

ตัวต้านทานแบบคาร์บอนคอมโพสิตมีราคาถูกมากในการผลิต จึงนิยมใช้ในวงจรไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการผลิต ตัวต้านทานแบบคาร์บอนจึงมีค่าความคลาดเคลื่อนสูงมาก ดังนั้น เพื่อความแม่นยำที่มากขึ้นและความต้านทานที่มีค่าสูง จึง  ใช้ตัวต้านทานแบบฟิล์ม แทน

ตัวต้านทานชนิดฟิล์ม

คำศัพท์ทั่วไปว่า “ ตัวต้านทานแบบฟิล์ม ” ประกอบด้วย ตัวต้านทานประเภท ฟิล์มโลหะฟิล์ม คาร์บอน และ ฟิล์มโลหะออกไซด์ ซึ่งโดยทั่วไปทำขึ้นโดยการสะสมโลหะบริสุทธิ์ เช่น นิกเกิล หรือฟิล์มออกไซด์ เช่น ดีบุกออกไซด์ ลงบนแท่งเซรามิกหรือสารตั้งต้นที่เป็นฉนวน

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

ค่าความต้านทานของตัวต้านทานจะถูกควบคุมโดยการเพิ่มความหนาที่ต้องการของฟิล์มที่สะสมไว้ ทำให้ได้ชื่อว่า “ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา” หรือ “ตัวต้านทานแบบฟิล์มบาง”

เมื่อวางฟิล์มแล้ว จะใช้เลเซอร์ในการตัดฟิล์มให้เป็นร่องเกลียวที่มีความแม่นยำสูง การตัดฟิล์มจะช่วยเพิ่มเส้นทางการนำไฟฟ้าหรือความต้านทาน คล้ายกับการนำลวดตรงยาวๆ มาขึ้นรูปเป็นขดลวด

วิธีการผลิตนี้ทำให้ตัวต้านทานมีค่าความคลาดเคลื่อนใกล้เคียงกันมากขึ้น (1% หรือต่ำกว่า) เมื่อเปรียบเทียบกับตัวต้านทานชนิดที่มีองค์ประกอบคาร์บอนแบบธรรมดา ค่าความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทานคือความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการ (เช่น 100 โอห์ม) กับค่าจริงที่ผลิตขึ้น เช่น 103.6 โอห์ม และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น 5%, 10% เป็นต้น และในตัวอย่างของเรา ค่าความคลาดเคลื่อนจริงคือ 3.6% ตัวต้านทานชนิดฟิล์มยังให้ค่าโอห์มสูงสุดที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับตัวต้านทานชนิดอื่นๆ และมีค่าเกิน 10MΩ (10 ล้านโอห์ม) ให้เลือก

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม

การก่อสร้างฟิล์ม

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มีเสถียรภาพด้านอุณหภูมิที่ดีกว่าตัวต้านทานคาร์บอนเทียบเท่ามาก มีเสียงรบกวนน้อยกว่า และโดยทั่วไปแล้วจะดีกว่าสำหรับการใช้งานความถี่สูงหรือความถี่วิทยุ ตัวต้านทานออกไซด์ของโลหะ มีความสามารถกระแสไฟกระชากสูงที่ดีกว่าโดยมีระดับอุณหภูมิที่สูงกว่าตัวต้านทานฟิล์มโลหะเทียบเท่ามาก

ตัวต้านทานแบบฟิล์มอีกประเภทหนึ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า ตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา ผลิตขึ้นโดยการเคลือบสารตัวนำที่หนากว่ามากซึ่ง ประกอบด้วย CER amic และ MET al ที่เรียกว่า Cermetลงบนพื้นผิวเซรามิกอะลูมินา ตัวต้านทานแบบ Cermet มีคุณสมบัติคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ และโดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตตัวต้านทานแบบชิปติดตั้งบนพื้นผิวขนาดเล็ก เครือข่ายตัวต้านทานหลายตัวในแพ็คเกจเดียวสำหรับ PCB และตัวต้านทานความถี่สูง ตัวต้านทานเหล่านี้มีเสถียรภาพทางอุณหภูมิที่ดี เสียงรบกวนต่ำ และแรงดันไฟฟ้าที่ดี แต่มีคุณสมบัติกระแสไฟกระชากต่ำ

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะ มี สัญลักษณ์ “MFR” นำหน้า (เช่น MFR100kΩ ) และ CF สำหรับประเภทฟิล์มคาร์บอน ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมีให้เลือกทั้งแบบ E24 (ค่าคลาดเคลื่อน ±5% และ ±2%) E96 (ค่าคลาดเคลื่อน ±1%) และ E192 (ค่าคลาดเคลื่อน ±0.5%, ±0.25% และ ±0.1%) พร้อมกำลังไฟตั้งแต่ 0.05 (1/20) วัตต์ถึง 1/2 วัตต์ โดยทั่วไป ตัวต้านทานฟิล์มและโดยเฉพาะตัวต้านทานฟิล์มโลหะเป็นส่วนประกอบที่มีกำลังไฟต่ำอย่างแม่นยำ

ตัวต้านทานชนิดพันลวด

ตัวต้านทานอีกประเภทหนึ่งเรียกว่า ตัวต้านทานแบบพันลวดทำโดยการพันลวดโลหะผสมบางๆ (นิโครม) หรือลวดที่คล้ายคลึงกันเข้ากับตัวสร้างเซรามิกที่เป็นฉนวนในลักษณะเกลียวคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์มด้านบน

ตัวอย่างความต้านทานแบบลวดพัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

โดยทั่วไปตัวต้านทานประเภทนี้จะมีให้ใช้ได้เฉพาะค่าความแม่นยำสูงโอห์มิกต่ำมาก (ตั้งแต่ 0.01Ω ถึง 100kΩ ) เนื่องจากขนาดของสายและจำนวนรอบที่เป็นไปได้ของตัวต้านทาน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ในวงจรการวัดและการใช้งานประเภทสะพานวีตสโตน

ตัวต้านทานเหล่านี้สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวต้านทานอื่นๆ ที่มีค่าโอห์มเดียวกันที่มีกำลังไฟฟ้าเกิน 300 วัตต์ได้มาก ตัวต้านทานที่มีกำลังไฟฟ้าสูงเหล่านี้ถูกหล่อหรืออัดขึ้นรูปเข้ากับตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียมที่มีครีบติดไว้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวโดยรวมเพื่อส่งเสริมการสูญเสียความร้อนและการระบายความร้อน

ตัวต้านทานชนิดพิเศษเหล่านี้เรียกว่า "ตัวต้านทานแบบติดแชสซี" เนื่องจากได้รับการออกแบบมาให้ติดตั้งบนแผ่นระบายความร้อนหรือแผ่นโลหะเพื่อระบายความร้อนที่เกิดขึ้นได้มากขึ้น การติดตั้งตัวต้านทานบนแผ่นระบายความร้อนจะช่วยเพิ่มความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น

ตัวต้านทานแบบพันลวดอีกประเภทหนึ่งคือ ตัวต้านทานแบบพันลวดแบบมีกำลังไฟฟ้าตัวต้านทานประเภทนี้เป็นตัวต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ทนความร้อนสูง โดยทั่วไปจะเคลือบด้วยอีพอกซีเคลือบแก้วหรือแก้วสำหรับใช้ในธนาคารตัวต้านทานหรือการควบคุมมอเตอร์ DC/เซอร์โวและการเบรกแบบไดนามิก นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องทำความร้อนในพื้นที่หรือตู้ที่มีวัตต์ต่ำได้อีกด้วย

ลวดต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำจะพันรอบท่อเซรามิกหรือพอร์ซเลนที่เคลือบด้วยไมก้าเพื่อป้องกันไม่ให้ลวดโลหะผสมเคลื่อนที่เมื่อร้อน ตัวต้านทานแบบพันลวดมีให้เลือกหลายค่าความต้านทานและกำลังไฟฟ้า โดยการใช้งานหลักอย่างหนึ่งของตัวต้านทานแบบพันลวดคือในองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าของเตาไฟฟ้า ซึ่งแปลงกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านให้เป็นความร้อน โดยแต่ละองค์ประกอบจะกระจายพลังงานได้มากถึง 1,000 วัตต์ (1 กิโลวัตต์)

เนื่องจากลวดของตัวต้านทานแบบพันลวดมาตรฐานจะพันเป็นขดลวดภายในตัวต้านทาน จึงทำหน้าที่เหมือนตัวเหนี่ยวนำ ทำให้ตัวต้านทานมีค่าเหนี่ยวนำและความต้านทานด้วย สิ่งนี้ส่งผลต่อการทำงานของตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับโดยทำให้เกิดการเลื่อนเฟสที่ความถี่สูง โดยเฉพาะในตัวต้านทานขนาดใหญ่ ความยาวของเส้นทางความต้านทานจริงในตัวต้านทานและสายนำจะทำให้เกิดความเหนี่ยวนำแบบอนุกรมกับความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง "ที่เห็นได้ชัด" ส่งผลให้เส้นทางความต้านทานรวมอยู่ที่ Z โอห์ม

อิมพีแดนซ์ ( Z ) คือผลรวมของความต้านทาน ( R ) และความเหนี่ยวนำ ( X ) ซึ่งวัดเป็นโอห์ม และสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบอนุกรมจะแสดงเป็น Z2 = R2 + X2

เมื่อใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ค่าเหนี่ยวนำนี้จะเปลี่ยนแปลงตามความถี่ (รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำ XL = 2πƒL ) ดังนั้นค่ารวมของตัวต้านทานจึงเปลี่ยนแปลงไปด้วย รีแอคแตนซ์เหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ แต่จะเป็นศูนย์ที่ DC (ความถี่ศูนย์) ดังนั้น ตัวต้านทานแบบพันลวดจะต้องไม่ได้รับการออกแบบหรือใช้ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับหรือวงจรขยายสัญญาณที่ความถี่ของตัวต้านทานเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานแบบพันลวดที่ไม่เหนี่ยวนำแบบพิเศษก็มีจำหน่ายเช่นกัน

ตัวต้านทานแบบพันลวด

ลวดพัน

ตัวต้านทานชนิดลวดพันจะมี สัญลักษณ์ “WH” หรือ “W” ขึ้นต้น (เช่น WH10Ω ) และมีให้เลือกใช้ใน แพ็คเกจเคลือบอะลูมิเนียม WH (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2%, ±5% และ ±10%) หรือ แพ็คเกจเคลือบอีนาเมลแบบแก้ว W (ค่าความคลาดเคลื่อน ±1%, ±2% และ ±5%) โดยมีพิกัดกำลังไฟตั้งแต่ 1W ถึง 300W หรือมากกว่านั้น

สรุป

สรุปแล้ว มีตัวต้านทานหลายประเภทให้เลือกตั้งแต่ตัวต้านทานแบบคาร์บอนราคาถูกที่มีความคลาดเคลื่อนสูงสำหรับใช้งานทั่วไป ไปจนถึงตัวต้านทานแบบฟิล์มความแม่นยำสูงที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ ราคาแพง รวมถึงตัวต้านทานเซรามิกแบบพันลวดกำลังสูง ตัวต้านทานทำหน้าที่ควบคุม ขัดขวาง หรือตั้งค่าการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง หรือสามารถลดแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าได้

ค่าความต้านทานของตัวต้านทาน ความสามารถในการจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้าวัดเป็นโอห์ม ( Ω ) ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 โอห์มต่อตัวต้านทานไปจนถึงหลาย ล้าน โอห์ม (เมกะโอห์ม) ตัวต้านทานอาจมีค่าคงที่ เช่น 100 โอห์ม ( 100Ω ) หรือค่าแปรผัน เช่น 0 ถึง 100Ω

ตัวต้านทานจะมีค่าความต้านทานเท่ากันเสมอไม่ว่าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟจาก DC ไปยังความถี่สูงมากจะเป็นเท่าใด และตัวต้านทานทั้งหมดมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นก็คือค่าความต้านทานในหน่วยโอห์มในวงจรจะเป็นค่าบวกเสมอ และไม่มีทางเป็นค่าลบได้

การใช้งานและการประยุกต์ใช้ตัวต้านทานภายในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์นั้นมีมากมายและหลากหลาย โดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์แทบทุกวงจรที่เคยออกแบบมาโดยใช้ตัวต้านทานหนึ่งประเภทหรือมากกว่านั้น ตัวต้านทานมักใช้เพื่อจุดประสงค์ต่างๆ เช่น การจำกัดกระแส การให้แรงดันไฟฟ้าควบคุมที่เหมาะสมแก่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์ การป้องกัน LED หรืออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ จากความเสียหายจากกระแสเกิน ตลอดจนการปรับหรือจำกัดการตอบสนองความถี่ในวงจรเสียงหรือวงจรกรอง

ในวงจรดิจิทัล ตัวต้านทานหลายประเภทสามารถใช้เพื่อดึงแรงดันไฟฟ้าขึ้นหรือลงที่พินอินพุตของชิปลอจิกดิจิทัล หรือโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จุดหนึ่งในวงจรโดยการวางตัวต้านทานสองตัวเข้าด้วยกันแบบอนุกรมเพื่อสร้างเครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า รายการนี้ไม่มีที่สิ้นสุด!

ในบทช่วยสอนถัดไปเกี่ยวกับ ตัวต้านทานเราจะดูวิธีการต่างๆ ในการระบุค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบคงที่ประเภทต่างๆ โดยวิธีการระบุที่พบมากที่สุดคือการใช้ รหัสสี และแถบสีรอบตัวต้านทาน

Related articles