ตัวต้านทาน resistor นาย อิทศรา ดวงคำา รายงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชางานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รหัสวิชา 30100-0003 หลักสตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ คณะ อตสาหกรรม สาขา ช่างยนต์ วิทยาลัยการอาชีพนาทวี ปีการศึกษา 2565
คำานำา รายงานเลมนีจัดขึนเพื่อเป็นสวนหนึ่งของวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ระดับ ปวส.1 เพื่อให้ได้ศึกษา หาความรู้ในเรื่อง ตัวต้านทาน และได้ศึกษาอยางเข้าใจเพื่อเป็นประโยชน์กบการเรียนผู้จัดทำาหวังวา รายงานเลม นีจะเป็นประโยชน์กบผู้ อาน หรือนักเรียน นักศึกษา ที่กาลังหาข้อมูลเรื่องนีอยู หากมีข้อแนะนำาหรือข้อผิดพลาด ประการใด ผู้จัดทำาขอน้อมรับไว้และขออภัยมา ณ ที่นีด้วย นาย อิทศรา ดวงคำา 24/03/2566
สารบัญ เรื่อง หน้า ตัวต้านทาน 1-2 หนวยและสัญลักษณ์ 2-4 ตัวต้านทานตออนุกรมและตอขนาน 4-6 ตัวต้านทานคงที่ 7 การอานคาตัวต้านทาน 8-10 ตัวต้านทาน
ทัวไป
ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของ กระแสไฟฟ้า ทำาด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นนอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขั้วทั้ง สอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และ ปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทานของตัวนำามีหน่วยเป็นโอห์ม (สัญลัก ษณ์ : Ω) เขียนเป็นสมการตามกฏของโอห์ม ดังนี้ คาความต้านทานนีถูกกาหนดวาเป็นคาคงที่สำาหรับตัวต้านทานธรรมดาทัวไปที่ทำางานภายในคากาลังงานที่ กาหนดของตัวมันเอง
ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน(varistor), ตัวหรี่ไฟ( trimmer), ตัวต้านทานแปรตาม แสง(photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ(potentiometer) ชนิดของตัวต้านทาน ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบงโดยยึด เอาคาความ ต้านทานเป็นหลักจะแบงออกได้เป็น 3 ชนิดคือ 1. ตัวต้านทานแบบคาคงที่ (Fixed Resistor) 2.ตัว ต้านทานแบบปรับคาได้ (Adjustable Resistor) 3. ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนคาได้ (Variable Resistor) ตัวต้านทาน แบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) ตัวต้านทานชนิดคาคงที่มีหลายประเภท ในหนังสือเลมนีจะขอกลาวประเภทที่มี ความนิยม ในการนำามาประกอบใช้ในวงจร ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทัวไป ดังนี 1. ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition) 2. ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film)
ตัวต้านทานทำาหน้าที่ลดการไหลของกระแสและในเวลาเดียวกนกทำาหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้าภายในวงจร
อาจเป็นแบบคาความต้านทานคงที่ หรือคาความต้านทานแปรได้ เชนที่พบในตัวต้านทานแปรตาม อุณหภูมิ(thermistor),
3.
5.
4.
6.
โอห์มเทียบเทากบหนึ่งโวลต์ตอหนึ่งแอมแปร์ เนื่องจากตัวต้านทานถูกระบุคาและถูกผลิตในจำานวนที่เยอะมาก หนวยที่หาได้เป็นมิลลิโอห์ม(1
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน
( Carbon Film)
ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา
( Thick Film Network)
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง (Thin
Network) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนีมีลักษณะคล้ายกบแบบไวร์วาวด์ แตโดยสวนใหญ บริเวณลวดตัวนำา จะไมเคลือบด้วยสารเซรามิคและมีชองวางทำาให้มองเห็นเส้นลวดตัวนำา เพื่อทำาการลัดเข็มขัด คอมตัวต้านทาน โดยจะมีขาปรับให้สัมผัสเข้ากบจุดใดจุดหนึ่ง บนเส้นลวดของความต้านทาน ตัวต้านทานแบบ นีสวนใหญมีคาความต้านทานตำ่า แตอัตราทนกาลังวัตต์สูง การปรับคาความต้านทานคาใดคาหนึ่ง สามารถ กระทำาได้ในชวงของความต้านทานตัวนัน ๆ เหมาะกบงาน ที่ต้องการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเสมอ ๆ ตัว ต้านทานแบบเปลี่ยนคาได้ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำามาจากคาร์บอน เซรามิค หรือพลาสติก ตัวนำา ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนคาความต้านทานบอย ๆ เชนในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิม เสียง, ปรับลดหรือเพิมแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยูหลายแบบขึนอยูกบวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เชนโพเทนชิโอ มิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot)สำาหรับชนิด ที่มีแกนเลื่อนคาความต้านทาน หรือแบบที่มีแกนหมุน เปลี่ยนคาความต้านทานคือโวลลุม (Volume) เพิมหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชัน, 2 ชัน และ 3 ชัน เป็นต้น สวนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไมมีแกนปรับโดยทัวไปจะเรียกวา โวลลุมเกอกม้า หรือทิมพอต (Trimpot) หน่วย โอห์ม (สัญลักษณ์: Ω) เป็นหนวย SI ของความต้านทานไฟฟ้า ถูกตังชื่อตาม จอร์จ ไซมอนโอห์ม หนึ่ง
mΩ = 10 3 Ω), กโลโอห์ม (1 kΩ = 103 Ω) และ เมกโอห์ม (1 MΩ = 106 Ω) ยังมีในการใช้งานทัวไป คาตรงข้ามความต้านทานเรียกวาคา conductance ต้วยอ G = 1/R และมีหนวยวัดเป็น siemens (หนวย SI) บางครังเรียกวา mho ดังนันซีเมนส์เป็นสวนกลับของโอห์ม: แม้วาแนวคิดของ conductance มักจะถูกใช้ ในการวิเคราะห์วงจร ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะถูกระบุไว้เสมอในแงของความต้านทาน (โอห์ม) มากกวาคา conductance สัญลักษณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ สัญลักษณ์ที่ใช้สำาหรับตัวต้านทานในวงจรแตกตางไปตามมาตรฐานของแตละประเทศ สัญลักษณ์ทัวไป มีสองอยาง ดังนี
Film
Electrotechnical Commission)
สัญลักษณ์สไตล์ IEC (International
สัญญลักษณ์ที่จะระบุคาของตัวต้านทานในวงจรจะแตกตางกนไปเชนกน สัญญลักษณ์ของยุโรป เลี่ยง การใช้ตัวคันทศนิยมและคำานำาหน้าสัญญลักษณ์แบบ SI แทนสำาหรับคาเฉพาะอยาง ตัวอยางเชน 8k2 ในวงจร ไดอะแกรมจะบงชีคาความต้านทานของ 8.2 kΩ เลขศูนย์ที่เพิมเข้าไปจะบงบอกถึงความอดทนที่เข้มงวดมาก ตัวอยางเชน 15M0 เมื่อคาสามารถแสดงโดยไมต้องใช้คำานำาหน้า SI, 'R' ถูกนำามาใช้แทนตัวคันทศนิยม ตัวอยาง เชน 1R2 บงชี 1.2 Ω และ 18R แสดง 18 Ω การใช้สัญลักษณ์คำานำาหน้า SI หรือตัวอักษร 'R' หลีกเลี่ยงปัญหาที่ ตัวคันทศนิยมมีแนวโน้มที่จะ 'หายไป' เมื่อมีการถายเอกสารแผนภาพวงจรพิมพ์ กฎของโอห์ม บทความหลัก: กฎของโอห์ม พฤติกรรมของตัวต้านทานในอุดมคติจะถูกกาหนดโดยความสัมพันธ์ที่ระบุไว้ในกฎของโอห์มดังนี: กฎของโอห์ม ระบุวา แรงดันไฟฟ้า(V) ที่ตกครอมความต้านทานจะเป็นสัดสวนกบกระแส(I) เมื่อ คาคงที่ของสัดสวนเป็นความต้านทาน(R) ในสวนที่เทาเทียมกน กฎของโอห์มสามารถระบุได้วา: สมการนีกาหนดวากระแส(I)เป็นสัดสวนกบแรงดันไฟฟ้า(V)และแปรผกผันกบความ ต้านทาน(R) สมการนีจะถูกนำามาใช้โดยตรงในการคำานวณในทางปฏิบัติ ตัวอยางเชนถ้าตัว ต้านทาน 300 โอห์ม ตอครอมระหวางขัวของแบตเตอรี่ 12 โวลต์ ดังนันกระแส 12/300 = 0.04 แอมแปร์ (หรือ 40 milliamperes) จะไหลผานตัวต้านทานตัวนัน ตัวต้านทานต่ออนกรมและต่อขนาน บทความหลัก: Series and parallel circuits
กระแสที่ไหลผานตัวต้านทานทุกตัวมีจำานวนเทากน แตแรงดันไฟฟ้าในแตละตัว
ความต้านทานรวมสามารถหาได้จากผลรวมของความต้านทานของแตละตัว
ต้านทานจะเป็นสัดสวนกบความต้านทานของมัน
N ตัวมีความต้านทานเทากนเทากบ R ตอกนแบบอนุกรม ความต้านทาน รวมจะเทากบ NxR ดังนันหากตัวต้านทานหนึ่งตัวขนาด 100K โอห์ม ตออนุกรมกบตัวต้านทานขนาด 22K โอห์มหนึ่งตัว ความต้านทานรวมจะเทากบ 122K โอห์ม ทังสองตัวนีจะทำางานในวงจรราวกบวาพวกมันเป็นตัว ต้านทานตัวเดียวที่มีคาความต้านทาน 122K โอห์ม; สาม ตัวต้านทานขนาด 22K โอห์ม(จำานวน = 3, R = 22K ) จะสร้างความต้านทานเทากบ
ตัวต้านทานที่ตอแบบขนานกน ความตางศักย์(แรงดัน)ของแตละตัวจะมีคาเทากน แตกระแสทังหมดจะเทากบ กระแสที่ไหลผานตัวต้านทานแตละตัวนำามารวมกน คา conductances ของตัวต้านทานจะถูกนำามารวมกนเพื่อ พิจารณาคา conductances ของเครือขาย ดังนันคาความต้านทานเทียบเทา (Req) ของเครือขายที่สามารถคำานวณได้ ดังนี : ดังนัน ตัวอยางเชน ตัวต้านทาน 10 โอห์มตอขนานกบตัวต้านทาน 5 โอห์มและ 15 โอห์ม ตัวต้านทานจะผลิต สวนผกผันของ 1/10+1/5+1/15 หรือ 1/(.1+.2+.067) = 2,725 โอห์ม ยิงมีจำานวนของตัวต้านทานตอขนานกนมาก เทาไร ความต้านทานโดยรวมยิงน้อยลงเทานัน และความต้านทานรวมจะไมสูงไปกวาตัวต้านทานที่มีคาตำ่าสุด
ในการตอแบบอนุกรม
ความตางศักย์(แรงดัน)ที่เห็นตกครอมในเครือขายทังหมดคือ ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าเหลานัน
เหลานัน ในกรณีพิเศษ, ตัวต้านทานของจำานวน
3x22K = 66K โอห์ม
ในกลุม(ในกรณีข้างต้นตัวต้านทานน้อยที่สุดคือ 5 โอห์ม ดังนันความต้านทานรวมของตัวต้านทานที่ตอกนแบบ คูขนานจะไมมีทางสูงกวา 5 โอห์ม)
"||" (เหมือนในเรขาคณิต)ให้เป็น สัญลักษณ์งายๆ บางครัง สอง slashes "//" ถูกนำามาใช้แทน "||" ในกรณีที่ แป้นพิมพ์หรือฟ้อนท์ขาดสัญลักษณ์ เส้นแนวตัง สำาหรับกรณี ที่สองตัวต้านทานตอแบบขนานนีสามารถคำานวณโดยใช้ : เครือขายตัวต้านทานที่มีการรวมกนของการเชื่อมตอแบบขนานและอนุกรมสามารถแบงออกเป็นสวนเล็กๆที่มี บางตัวตออนุกรมและบางตัวตอขนานกน ยกตัวอยางเชน อยางไรกตาม เครือขายตัวต้านทานที่ซับซ้อนบางสวนไมสามารถแกไขได้ด้วยลักษณะนี จำาเป็นต้องใช้การ วิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อนมากขึน เชนพิจารณาลูกบาศกอันหนึ่ง แตละขอบถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานตัวหนึ่ง แล้ว ความต้านทานจะเป็นเทาไร ถ้าวัดระหวางสองจุดตรงข้ามในแนวดิง ในกรณีที่มี 12 ตัวต้านทานเทียบเทาก สามารถแสดงให้เห็นวาความต้านทานจากมุมหนึ่งมาอีกมุมหนึ่งจะเป็น 5⁄6 ของความต้านทานแตละตัว ทัวไป แล้ว การแปลง Y- Δ หรือ วิธีการเมทริกซ์ที่เรียกวา Equivalent impedance transforms#2-terminal, n-element, 3-element-kind networks สามารถนำามาใช้เพื่อแกปัญหาดังกลาว หนึ่งในการใช้งานภาคปฏิบัติของความสัมพันธ์เหลานีคือ คาที่ไมได้มาตรฐานของความต้านทาน โดยทัวไปจะ สามารถถูกสังเคราะห์โดยการเชื่อมตอคามาตรฐานหลายตัวแบบอนุกรมหรือแบบขนาน นอกจากนียังสามารถ ถูกนำามาใช้เพื่อให้ได้ความต้านทานที่มีระดับพลังงานสูงกวาของแตละตัวต้านทานที่ถูกใช้ ในกรณีพิเศษของตัว
ความต้านทานขนานเทียบเทาสามารถแสดงในสมการโดยสองเส้นแนวตัง
บอกคาของมัน
ชินสวนวามต้านทานถูกทำาจากสวนผสมของคาร์บอนบดละเอียด
ต้านทาน N ตัวขนาดเดียวกน ทังหมดถูกเชื่อมตอ แบบอนุกรม หรือแบบขนาน ระดับพลังงานของตัวต้านทาน รวมจะเทากบ N เทาของระดับพลังงานของตัวต้านทานแตละตัว ตัวต้านทานคงที่ การจัดตำาแหน่งขา ตัวต้านทานที่มีขาสองขาสำาหรับการใส่ลงในร ชินสวนที่ต้องใสลงในรูบนบอร์ดมักจะมีสายตัวนำาที่เป็นขาออกจากปลายลำาตัว(axial) อื่นๆนอกจากนี จะมีขาออกจากกลางลำาตัวเหมือนรัศมี(radial) ตัวต้านทานอื่นๆอาจเป็นแบบเทคโนโลยีการวางบนพืนผิว (Surface-mount technology) หรือ SMT ในขณะที่ ตัวต้านทานกาลังงานสูงอาจจะมีขาใดขาหนึ่งถูกออกแบบให้ อยูใน heat sink องค์ประกอบคาร์บอน ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนประกอบด้วยชินสวนความต้านทานทรงกระบอกทึบ กบสายตัว นำา(ขา)แบบฝังหรือจุกปลายโลหะสำาหรับตอกบสายตัวนำา ลำาตัวของตัวต้านทานได้รับการป้องกนด้วยสีหรือ พลาสติก ในชวงต้นศตวรรษที่ 20 ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนไมมีฉนวนที่ลำาตัว; สายตัวนำาถูกพันรอบ ปลายของแกนชินสวนความต้านทานและบัดกรีเข้าด้วยกน ตัวต้านทานที่สำาเร็จแล้วจะถูกวาดด้วยรหัสสีเพื่อ
(เป็นผง) และ วัสดุฉนวน(ปกติเป็นเซ รามิก) เรซินจะยึดสวนผสมเข้าด้วยกน ความต้านทานจะถูกกาหนดโดยอัตราสวนของวัสดุ เติม (ผงเซรามิก) เทียบกบคาร์บอน คาร์บอนความเข้มข้นยิงสูง-ตัวนำายิงดี-เป็นผลให้ความต้านทานยิงตำ่า ตัวต้านทานองค์ ประกอบคาร์บอนถูกนำามาใช้กนโดยทัวไปในปี 1960s และกอนหน้านี แตจะไมเป็นที่นิยมสำาหรับการใช้งาน
ทัวไปในปัจจุบัน เมื่อตัวต้านทานประเภทอื่นๆ มีคุณสมบัติที่ดีกวา เชน ความอดทน การพึ่งพาอาศัยแรงดัน และ
ความเครียด (ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนจะเปลี่ยนคาเมื่อเครียดด้วยแรงดันไฟฟ้าเกน) นอกจากนี หากมี ความชืนภายใน (จากการสัมผัสกบสภาพแวดล้อมที่ชืนเป็นเวลานาน)
หรือความร้อนจากการบัดกรีจะสร้างการ เปลี่ยนแปลงในคาความต้านทานที่ย้อนกลับไมได้ ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนมี เสถียรภาพกบเวลาที่ไมดี และมีผลสะท้อนให้ถูกเลือกโดยโรงงานให้มีความอดทนที่ดีที่สุดเพียง 5% เทานัน การอ่านค่าความต้านทาน ตัวต้านทานแบบแอกเซียล(มีขาออกทางปลายทังสองด้าน) สวนใหญจะระบุคาความต้านทานด้วยแถบสี สวนแบบประกบผิวหน้านันจะระบุคาด้วยตัวเลข ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสี ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสีนันเป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด โดยจะมีแถบสีระบายเป็นเส้น 4 เส้นรอบตัว ต้านทาน โดยคาตัวเลขของ 2 แถบแรกจะเป็น คาสองหลักแรกของความต้านทาน แถบที่ 3 เป็นตัวคูณ และ แถบ ที่ 4 เป็นคาขอบเขตความเบี่ยงเบน ซึ่งมีคาเป็น 5%, 10%, หรือ 20% คาของรหัสสีตามมาตรฐาน EIA EIA-RS-279
ค่าความคลาดเคลื่อน ตัวต้านทานมาตรฐานที่ผลิต มีคาตังแตมิลลิโอห์ม จนถึง จิกะโอห์ม ซึ่งในชวงนี จะมีเพียงบางคาที่เรียกวา คาที่ พึงประสงค์ เทานันที่ถูกผลิต และตัวทรานซิสเตอร์ที่เป็นอุปกรณ์แยกในท้องตลาดเหลานีนัน ในทางปฏิบัติแล้ว ไมได้มีคาตามอุดมคติ ดังนันจึงมีการระบุของเขตของการเบี่ยงเบนจากคาที่ระบุไว้ โดยการใช้แถบสีแถบ สุดท้าย: เงิน 10% ทอง 5% แดง 2% นาตาล 1% นอกจากนีแล้ว ตัวต้านทานที่มีความแมนยำามากกวาปกติ กมีขายในท้องตลาด 66 อาคม อุบลวรรณ
ตัวต้านทานแบบมี 5 แถบสี 5 แถบสีนันปกติใช้สำาหรับตัวต้านทานที่มีความแมนยำาสูง (โดยมีคาขอบเขตของความเบี่ยงเบน 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%) แถบสี 3 แถบแรกนันใช้ระบุคาความต้านทาน แถบที่ 4 ใช้ระบุคาตัวคูณ และ แถบที่ 5 ใช้ระบุ ขอบเขตของความเบี่ยงเบน สวนตัวต้านทานแบบ 5 แถบสีที่มีความแมนยำาปกติ มีพบได้ในตัวต้านทานรุนเกา หรือ ตัวต้านทานแบบพิเศษ ซึ่งคาขอบเขตของความเบี่ยงเบน จะอยูในตำาแหนงปกติคือ แถบที่ 4 สวนแถบที่ 5 นันใช้บอกคาสัมประสิทธิของอุณหภูมิ ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า (SMD) ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า ระบุคาความต้านทานด้วยรหัสตัวเลข โดยตัวต้านทาน SMT ความแมนยำาปกติ จะระบุด้วยรหัสเลข 3 หลัก สองตัวแรกบอกคาสองหลักแรกของความต้านทาน และ หลักที่ 3 คือคาเลขยกกาลัง ของ 10 ตัวอยางเชน "472" ใช้หมายถึง "47" เป็นคาสองหลักแรกของคาความต้านทาน คูณด้วย 10 ยกกาลังสอง โอห์ม สวนตัวต้านทาน SMT ความแมนยำาสูง จะใช้รหัสเลข 4 หลัก โดยที่ 3 หลักแรกบอกคาสามหลัก แรกของความต้านทาน และ หลักที่ 4 คือคาเลขยกกาลังของ 10.
ที่มา https://www.ai-corporation.net/2021/11/11/resistor/
แหล่งอ้างอิง
ค้นหาเมื่อ 24/03/2566