Όπως πολλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, οι αντιστάσεις διατίθενται σε πολλά σχήματα, μεγέθη, χωρητικότητες και τύπους. Υπάρχουν επίσης διαφορές στις τυπικές τιμές για το θόρυβο των αντιστάσεων, τις ανοχές, την ονομαστική ισχύ, τον συντελεστή θερμοκρασίας, τον συντελεστή τάσης, την απόκριση συχνότητας, το μέγεθος και την αξιοπιστία. Ορισμένες αντιστάσεις είναι ιδανικές σε ορισμένες εφαρμογές και πηγή αντιμετώπισης προβλημάτων σε άλλες εφιάλτες.
Σε αυτόν τον οδηγό, εξετάζουμε τους τύπους αντιστάσεων και την αντίστοιχη περίπτωση χρήσης για καθεμία.
αντιστάσεις σύνθεσης άνθρακα
Οι αντιστάσεις με σύνθεση άνθρακα ήταν ο πιο κοινός τύπος αντίστασης λόγω του χαμηλού κόστους και της αξιοπιστίας. Οι αντιστάσεις σύνθεσης άνθρακα χρησιμοποιούν ένα συμπαγές μπλοκ υλικού κατασκευασμένο από σκόνη άνθρακα, ένα μονωτικό κεραμικό και ένα συνδετικό υλικό. Η αντίσταση ελέγχεται μεταβάλλοντας την αναλογία άνθρακα προς τα υλικά πλήρωσης.
Η σύνθεση του άνθρακα στην αντίσταση επηρεάζεται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, ιδιαίτερα την υγρασία. Τείνει να αλλάζει σε αντίσταση με την πάροδο του χρόνου. Για το λόγο αυτό, οι αντιστάσεις με σύνθεση άνθρακα έχουν χαμηλή ανοχή αντίστασης, συνήθως μόνο 5 τοις εκατό. Οι αντιστάσεις με σύνθεση άνθρακα περιορίζονται επίσης σε ονομαστικές τιμές ισχύος έως και 1 watt. Σε αντίθεση με τις χαμηλές ανοχές και τη χαμηλή ισχύ τους, οι αντιστάσεις με σύνθεση άνθρακα έχουν καλή απόκριση συχνότητας, καθιστώντας τις βιώσιμες για εφαρμογές υψηλής συχνότητας.
Αντίσταση φιλμ άνθρακα
Οι αντιστάσεις μεμβράνης άνθρακα χρησιμοποιούν ένα λεπτό στρώμα άνθρακα πάνω από μια μονωτική ράβδο που κόβεται για να σχηματίσει μια στενή, μακριά, ανθεκτική διαδρομή. Με τον έλεγχο του μήκους της διαδρομής και του πλάτους της, η αντίσταση μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια με ανοχές τόσο σφιχτές όσο 1 τοις εκατό.
Συνολικά, οι δυνατότητες μιας αντίστασης μεμβράνης άνθρακα είναι καλύτερες από μια αντίσταση σύνθεσης άνθρακα, με ονομασίες ισχύος έως 5 watt και βελτιωμένη σταθερότητα. Ωστόσο, η απόκριση συχνότητας είναι χειρότερη λόγω της επαγωγής και της χωρητικότητας που προκαλούνται από τη διαδρομή αντίστασης που κόβεται στο φιλμ.
Μεταλλικές αντιστάσεις
Ένας από τους συνηθισμένους τύπους αξονικών αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι οι αντιστάσεις μεταλλικού φιλμ. Παρόμοια στην κατασκευή με τις αντιστάσεις μεμβράνης άνθρακα, η κύρια διαφορά προκύπτει από τη χρήση ενός μεταλλικού κράματος ως ανθεκτικού υλικού αντί του άνθρακα.
Το κράμα μετάλλων, συνήθως ένα κράμα νικελίου-χρωμίου, παρέχει πιο αυστηρές ανοχές αντίστασης από τις αντιστάσεις μεμβράνης άνθρακα με ανοχές τόσο σφιχτές όσο 0,01 τοις εκατό. Διατίθενται αντιστάσεις μεταλλικού φιλμ έως περίπου 35 watt. Ωστόσο, οι επιλογές αντίστασης αρχίζουν να μειώνονται πάνω από 1 ή 2 watt.
Οι αντιστάσεις μεταλλικών φιλμ είναι χαμηλού θορύβου. Αυτές οι αντιστάσεις είναι σταθερές με μικρή αλλαγή αντίστασης λόγω της θερμοκρασίας και της εφαρμοζόμενης τάσης.
Αντιστάσεις παχιάς μεμβράνης
Οι αντιστάσεις παχιάς μεμβράνης έγιναν δημοφιλείς στη δεκαετία του 1970 και είναι κοινές αντιστάσεις επιφανειακής στήριξης ακόμα και σήμερα. Αυτά γίνονται με μια διαδικασία μεταξοτυπίας χρησιμοποιώντας ένα αγώγιμο σύνθετο μείγμα κεραμικού και γυαλιού αιωρούμενο σε υγρό. Αφού η αντίσταση έχει τυπωθεί με οθόνη, ψήνεται σε υψηλές θερμοκρασίες για να αφαιρεθεί το υγρό και να λιώσει το σύνθετο υλικό κεραμικού και γυαλιού.
Αρχικά, οι αντιστάσεις παχιάς μεμβράνης είχαν κακές ανοχές. Σήμερα διατίθενται με ανοχές έως και 0,1 τοις εκατό σε συσκευασίες που μπορούν να χειριστούν έως και 250 Watt. Οι αντιστάσεις παχιάς μεμβράνης έχουν συντελεστή υψηλής θερμοκρασίας, με αλλαγή θερμοκρασίας 100 βαθμών Κελσίου με αποτέλεσμα έως και 2,5 τοις εκατό αλλαγή στην αντίσταση.
Αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης
Δανειζόμενοι από διεργασίες ημιαγωγών, οι αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης κατασκευάζονται μέσω μιας διαδικασίας εναπόθεσης κενού που ονομάζεται sputtering. Η εκτόξευση είναι όπου ένα λεπτό στρώμα αγώγιμου υλικού εναποτίθεται σε ένα μονωτικό υπόστρωμα. Αυτό το λεπτό στρώμα είναι φωτοχαραγμένο για να δημιουργήσει ένα μοτίβο αντίστασης.
Ελέγχοντας με ακρίβεια την ποσότητα του υλικού που εναποτίθεται και το μοτίβο αντίστασης, μπορούν να επιτευχθούν ανοχές τόσο σφιχτές όσο 0,01 τοις εκατό με αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης. Οι αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης περιορίζονται σε περίπου 2,5 Watt και χαμηλότερες τάσεις από άλλους τύπους αντιστάσεων, αλλά είναι σταθερές αντιστάσεις. Υπάρχει μια τιμή για την ακρίβεια των αντιστάσεων λεπτής μεμβράνης, που είναι γενικά διπλάσια από την τιμή των αντιστάσεων παχιάς μεμβράνης.
Αντίσταση Wirewound
Οι αντιστάσεις με την υψηλότερη ισχύ και την πιο ακριβή είναι οι αντιστάσεις με σύρμα, οι οποίες σπάνια είναι υψηλής ισχύος και ακριβείς ταυτόχρονα. Οι αντιστάσεις με σύρμα κατασκευάζονται τυλίγοντας ένα σύρμα υψηλής αντίστασης, γενικά ένα κράμα νικελίου-χρωμίου, γύρω από μια κεραμική μπομπίνα. Μεταβάλλοντας τη διάμετρο, το μήκος, το κράμα του σύρματος και το σχέδιο περιτύλιξης, οι ιδιότητες της συρμάτινης αντίστασης μπορούν να προσαρμοστούν στην εφαρμογή.
Οι ανοχές αντίστασης είναι τόσο σφιχτές όσο 0,005 τοις εκατό για αντιστάσεις ακριβείας με σύρμα περιέλιξης και μπορούν να βρεθούν με ονομασίες ισχύος έως περίπου 50 watt. Οι ηλεκτρικές αντιστάσεις καλωδίωσης έχουν συνήθως ανοχές είτε 5 τοις εκατό είτε 10 τοις εκατό, αλλά έχουν ονομασίες ισχύος στην περιοχή κιλοβάτ.
Οι αντιστάσεις με σύρμα υποφέρουν από υψηλή επαγωγή και χωρητικότητα λόγω της φύσης της κατασκευής, περιορίζοντας τις σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας.
ποτενσιόμετρα
Η αλλαγή ενός σήματος ή ο συντονισμός ενός κυκλώματος είναι μια κοινή απαίτηση για ευαίσθητες ηλεκτρονικές εφαρμογές. Ένας εύκολος τρόπος για να ρυθμίσετε χειροκίνητα ένα σήμα είναι μέσω μιας μεταβλητής αντίστασης ή ποτενσιόμετρου. Τα ποτενσιόμετρα χρησιμοποιούνται συνήθως για αναλογικές εισόδους χρήστη, όπως χειριστήρια έντασης ήχου. Μικρότερες εκδόσεις επιφανειακής τοποθέτησης συντονίζουν ή βαθμονομούν ένα κύκλωμα σε PCB πριν σφραγιστούν και αποσταλεί στους πελάτες.
Τα ποτενσιόμετρα μπορεί να είναι ακριβείς, μεταβλητές αντιστάσεις πολλαπλών στροφών, αλλά είναι συχνά απλές συσκευές μίας περιστροφής που μετακινούν έναν υαλοκαθαριστήρα κατά μήκος μιας διαδρομής αγώγιμου άνθρακα για να αλλάξουν την αντίσταση από σχεδόν μηδέν στη μέγιστη τιμή.
Τα ποτενσιόμετρα έχουν γενικά χαμηλές ονομασίες ισχύος, φτωχά χαρακτηριστικά θορύβου και μέτρια σταθερότητα. Ωστόσο, η δυνατότητα μεταβολής της αντίστασης και προσαρμογής ενός σήματος κάνει τα ποτενσιόμετρα ανεκτίμητα σε πολλά σχέδια κυκλωμάτων και πρωτότυπα.
Άλλοι τύποι αντιστάσεων
Όπως με τα περισσότερα εξαρτήματα, αρκετές ειδικές παραλλαγές αντιστάσεων εξυπηρετούν εξειδικευμένες ανάγκες. Αρκετά είναι αρκετά κοινά, συμπεριλαμβανομένου του στοιχείου αντίστασης στον λαμπτήρα πυρακτώσεως. Άλλες ειδικές παραλλαγές αντιστάσεων περιλαμβάνουν θερμαντικά στοιχεία, μεταλλικό φύλλο, οξείδιο, παρακλάδια, κεραμομεταλλικές αντιστάσεις και αντιστάσεις πλέγματος.
