بخش دوم آموزش مقاومت ها { خواندن مقدار مقاومت های SMD و PTH }

مقدمه

با سلام خدمت همه شما دوستان. ما قبلا یک جلسه در مورد مقاومت صحبت کرده بودیم. در این جلسه قصد داریم در مورد نحوه خواندن مقاومت های PTH و SMD صحبت کنیم. پیشنهاد میکنم اگه اون جلسه رو نخوندید ، حتما اون رو از لینک زیر بخونید: 

• مقاومت چیست؟ بخش اول

خواندن مقادیر مقاومت ها

معمولا مقدار مقاومت ها رو به صورت مستقیم روی اون مشخص نمیکنن و مقدار مقدار یک مقاومت رو باید به صورت غیر مستقیم با استفاده از نوشته ها یا رنگ هایی که روی مقاومت ها هست به دست بیاریم. در مقاومت های PTH ، روی مقاومت یک سری رنگ ها وجود داره که با استفاده از اون رنگ ها میشه مقدار دقیق مقاومت ها رو بدست آورد در حالی که در مقاومت های SMD ، یک سری اعداد رو روی مقاومت مینویسن که باید اون عددها رو رمز گشایی کنیم تا مقدار دقیق مقاومت رو بدست بیاریم.

نحوه بدست آوردن مقدار مقاومت های PTH :

همونطور که گفتیم ، اکثر مقاومت های PTH از یک سیستم رنگی برای نشون داده مقادیرشون استفاده میکنند. معمولا 4 رنگ به صورت دایره دور اونها پیچیده شده و ما باید از اون 4 رنگ استفاده کنیم تا مقدار مقاومت بدست بیاریم.

در این چهار رنگ ، دو رنگ اول مقدار پایه هستند و رنگ سوم هم توان عدد 10هست. فرمول کلی مربوط به رنگ مقاومت ها به صورت زیر هست :

ab * 10^c

[post_shop]

که در اون مقدار a و b برابر کد رنگی مربوط به رنگ های شماره 1 و 2 است. به زبان ساده تر ، هر رنگ یک عدد مخصوص به خودش رو داره که با استفاده از اون رنگ میشه فهمید اون رنگ مربوط به چه عددی هست.نکته ای که در اینجا وجود داره این هست که a و b به صورت چسبیده به هم هستند. یعنی دو رقمی که به یکدیگر چسبیده هستند و a رقم یکان و b رقم دهگان رو تشکیل میده.

رنگ چهارم هم که در بالا به اون اشاره نکردیم ، میزان خطا (Tolerance) است.  میزان خطا مشخص میکنه که یک مقاومت چقدر میتونه از مقداری که ما با فرمول بالا بدست آوردیم ، فاصله داشته باشه. طبیعتا یک مقاومت به صورت دقیق ساخته نشده و به همین دلیل شرکت های سازنده مقاومت ها یک کد رنگی رو به آخر مقاومت اضافه میکنند تا ما بدونیم که این مقاومت با چه دقتی ساخته شده و میتونه چه مقدار خطایی رو داشته باشه. اگه بخوایم یه مثال در این مورد بزنیم میتونیم بگیم که یک مقاومت 1 کیلو با تلرانس 5 درصد میتونه مقدارش از 0.95 کیلو باشه تا 1.05 کیلو.

اما یه سوال اینجا پیش میاد و اون هم این که ما چطور بفهمیم رنگ مقاومت ها از کدوم طرف شروع میشه ؟ در واقع به اشتباه رنگی که باید اول باشه رو فکر نکنیم که رنگ چهارم هست ؟ نکته ای که وجود داره این هست که رنگ چهارم معمولا با یک مقدار فاصله نسبت به 3 رنگ دیگه قرار داره و البته رنگ چهارم هم معمولا نقره ای یا طلایی هست.

در جدول زیر مقدار دقیق متناسب با هر رنگ آورده شده است:

به عنوان مثال ، با توجه به جدول بالا ، یک مقاومت با مقدار 4.7 کیلو اهم باید رنگ هایی مشابه شکل زیر داشته باشه :

با توجه به جدول میدونیم که رنگ زرد نشون دهنده رقم 4 و رنگ بنفش نشون دهنده رقم 7 هست. پس تا اینجا دو رقم اول ما میشن 47 . رقم سوم هم که با توجه به جدول برابر 2 هست. یعنی جواب نهایی میشه 47 در ده به توان 2 یعنی 4700 اهم که اگه به صورت نماد علمی اون رو نمایش بدیم میشه 4.7 کیلو اهم. به همین سادگی !

شاید حفظ کردن این جدول خیلی هم ساده نباشه. به همین دلیل جمله های مختلفی برای این حفظ این جدول ساخته شده. در زبان فارسی از بیت  “ساقی قدحی قرار نه زیر سبو/آبی بفشان خانهٔ سنبل به نکو” استفاده کرد که حرف اول همه کلمات ( به جز دو کلمه “به” و “نکو” در آخر بیت) نشون دهنده کد هر رنگ هستند. یعنی حرف “س” اول کلمه “ساقی” نشون دهنده سیاه ، حرف “ق” نشون دهنده “قهوه ای” و … هست.

نحوه بدست آوردن مقدار مقاومت های SMD :

مقاومت های SMD (که در پکیج هایی مثل 0603 یا 0805 وجود دارند) روش خاص خودشون رو برای نشون دادن مقادیرشون دارند و معمولا 3 یا 4 حرف یا رقم روی اون ها وجود داره که با استفاده از این ارقام و اعداد میشه مقدارشون رو بدست آورد.

اگه بر روی یک مقاومت SMD ،سه کاراکتر وجود داشته که هر  سه عدد بودند احتمالا ما با سیستم E24 روبرو هستیم. در این حالت میتونیم مثل کاری که برای مقاومت های PTH میکردیم رو انجام بدیم. یعنی دو رقم اول نقش مقدار پایه و رقم سوم نقش توان عدد 10 رو داره. شکل زیر نمونه از این مقاومت ها رو به همراه نحوه محاسبه شون نشون میده :

در مثال بالا ، مثلا برای محاسبه مقدار مقاومتی که روش 751 نوشته شده خواهیم داشت : 75 در 10 به توان 1 . یعنی 750 اهم. میبینید که بدست آوردن یک مقاومت SMD با این روش چقدر ساده هست.

سیستم معمولا دیگه ای که وجود داره ، سیستم E96 هست که در این سیستم معمولا 3 کاراکتر روی مقاومت وجود داره که دو کاراکتر اول عدد و کاراکتر آخر ، یک حرف هست. در این سیستم دو رقم اول ، نشون دهنده سه رقم اول از مقدار مقاومت هستند که مقدار متناظر با این دو رقم رو میشه از جدول زیر پیدا کرد :

همچنین مقدار متناظر با حرفی که روی مقاومت چاپ شده است هم میشه با جدول زیر مشخص کرد :

حالا تنها کاری که برای بدست آوردن مقاومت ها در این سیستم باید بکنیم ، این هست که مقدار متناظر بدست آورده شده در این دو جدول رو باید در همدیگه ضرب بکنیم. اجازه بدید برای روشن تر شدن بحث ، چند مثال رو با همدیگه مرور کنیم: 

همونطور که در شکل بالا هم توضیحات آورده شده ، مثلا برای محاسبه مقدار مقاومت 30C داریم  :

•  با توجه به جدول مقدار متناظر با عدد 30 برابر 200 است.
• همچنین مقدار متناظر با حرف C برابر 100 است.
• حال اگر 100 را در 200 ضرب کنیم مقدار 20000 یعنی 20 کیلواهم بدست می آید.

توان مقاومت ها

 توان یک مقاومت  پارامتر نسبتا مهمی هست که ما کمتر بهش توجه میکنیم. در این بخش میخوایم در مورد این پارامتر یه خورده دقیق تر صحبت کنیم :

منظور از توان ، نرخ تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی های دیگر هست.مثلا در یک لامپ حبابی ، انرژی الکتریکی به نور تبدیل میشه.

  توان رو میشه  با استفاده از ضرب ولتاژ دو سر اون قطعه در مقدار جریانی که ازش میگذره ، بدست آورد. واحد توان الکتریکی وات هست. در مقاومت ها ، انرژی الکتریکی فقط به گرما تبدیل میشه و البته این گرما برای ما خیلی خوب نیست. چون اگه گرما از یک حدی بیشتر بشه ممکنه باعث سوختن قطعات و آتش سوزی در مدار بشه.

هر مقاومت ،  توان مخصوص به خودش رو داره و برای این که اون مقاومت نسوزه ، لازم هست که مطمین بشیم تا حداکثر توان دور سر مقاومت  از ماکزیمم توانی که خود مقاومت داره پایین تر باشه.  توان مقاومت ها ، همونطور که گفته شده ، بر حسب وات اندازه گیری میشه و معمولا هم یک عددی بین 1/8 وات (0.125 وات) تا 1 وات هست. به مقاومت هایی با توان بیشتر از یک وات ، مقاومت های قدرت (Power resistor) گفته میشه و بیشتر هم در مصارف توان بالا استفاده میشن.

نحوه فهمیدن نرخ توان یک مقاومت :

معمولا نرخ توان یک مقاومت رو میشه با استفاده از شکل ظاهری اون مقاومت فهمید. مثلا توان مربوط به مقاومت های PTH استاندارد ، معمولا 1/4 یا 1/2 وات هست. در شکل زیر نمونه از چند مقاومت آجری که توان بالاتری دارند ، آورده شده است: 

نرخ توان مقاومت های SMD رو هم میشه معمولا با استفاده از اندازه شون مشخص کرد. مثلا مقاومت های 0402  و 0603 معمولا توان مصرفی شون برابر 1/16 وات و مقاومت 0805 هم توانی در حدود 1/10 وات داره.

اندازه گیری توان در یک مقاومت :

توان رو معمولا با ضرب ولتاژ در جریان بدست میارن. اما با استفاده از رابطه قانون اهم میتونیم روابط دیگری رو هم برای توان بدست بیاریم. اگه جریان عبوری از یک مقاومت رو بدونیم میتونیم توان یک مقاومت رو با استفاده از رابطه ی زیر محاسبه کنیم :

اگه هم ولتاژ دو سر مقاومت رو میدونیم ، توان با استفاده از رابطه زیر محاسبه میشه :

مقاومت های سری و موازی

گاهی اوقات مقاومت ها رو میشه با هم دیگه سری یا موازی کرد و یک مقاومت معادل رو برای این مجموعه مقاومتی بدست آورد. این کار در مواقعی مفید هست که ما بخوایم یک مقدار مقاومت خاص رو بسازیم که یک مقاومت استاندارد برای اون مقدار خاص وجود نداره. 

مقاومت های سری : 

در شکل زیر چند مقاومت سری به هم دیگه وصل شده اند و فرمول محاسبه اون هم آورده شده است : 

پس در مقاومت های سری ، مقاومت معادل برابر میشه با جمع تک تک مقاومت ها . مثلا اگه شما بخوایم یک مقاومت 12.33 کیلو اهم داشته باشید میتونید یک مقاومت 12 کیلو رو با یک مقاومت 330 اهم سری کنید. 

مقاومت موازی: 

محاسبه مقاومت معادل در حالت موازی به سادگی حالت سری نیست. “عکس مقاومت معادل در حالت موازی برابر هست با عکس جمع تک تک مقاومت ها” . در شکل زیر این جمله یه خورد در قالب یک تصویر نمایش داده شده است .

به عکس مقدار یک مقاومت میگن کاندوکتانس. پس کاندوکتانس معادل یک شبکه موازی ازمقاومت ها ،برابر میشه با مجموع کاندوکتانس های هر کدوم از مقاومت ها . 

در حالت خاص اگه دو تا مقاومت رو با هم دیگه موازی کنیم ، مقاومت معادل اون با استفاده از رابطه ی زیر بدست میاد: 

و در حالت خاص تر اگه دو تا مقاومت برابر رو با همدیگه موازی کنیم ، مقاومت معادل اونها برابر میشه با نصف مقدار یکی از مقاومت ها. مثلا اگه دو تا مقاومت 10 کیلو رو با هم دیگه موازی کنیم ، مقاومت معادل حاصل از اونها برابر 5 کیلواهم میشه. 

در الکترونیک برای این که بگن دو تا خازن با هم دیگه موازی هستند از علامت || استفاده میکنند. مثلا اگه بخوان بگن ، مقاومت R1 و R2 با همدیگه موازی هستند مینویسن ، R1 || R2 

شبکه های مقاومتی : 

گاهی اوقات خیلی از معلم ها دوست دارن تا یک شبکه پیچیده از مقاومت ها رو بسازن و از دانشجوها بخوان که مقاومت معادل اون رو بدست بیارن. ما یک نمونه خیلی ساده از این شبکه ها رو در مثال زیر آوردیم : 

سوال : در شبکه مقاومتی زیر ، مقاومت دیده شده از دو سر A و B چقدر است ؟ 

[/post_shop]

در مدار بالا میتونیم از آخر شروع کنیم و بیاییم به اول. سه تا مقاومت R7 و R8 و R9 با هم دیگه سری شده اند و نتیجه اون ها با مقاومت R6 موازی شده . پس خواهیم داشت : 

حالا این مقاومتی که تا اینجا بدست آوردیم با مقاومت های R4 و R5 سری شده و نتیجه حاصل از اون با مقاومت R3 موازی میشه. 

و در نهایت این مقاومت با مقاومت های R1 و R2 سری شده. پس مقدار مقاومت معادل دو سر A   و B برابر خواهد بود با : R₁+R₂+R₃||(R₄+R₅+R₆||(R₇+R₈+R₉))

خوب دوستان. برای این جلسه هم کافی هست. ما یک جلسه دیگه در مورد مقاومت ها هم خواهیم داشت که البته اون جلسه کوتاه هست و در اون جلسه قصد داریم یک سری کاربردهای مقاومت ها رو با همدیگه به صورت خلاصه وار مرور کنیم. مثل همیشه میتونید ما رو در تلگرام و یا اینستاگرام دنبال کنید :