ตัวต้านทาน

ตัวต้านทาน หรือ รีซิสเตอร์ (อังกฤษ: resistor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติในการต้านการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทำด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น^[1] นั่นคือ ถ้าอุปกรณ์นั้นมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจะน้อยลง เป็นนอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดพาสซีฟสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขั้วทั้งสอง (V) โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (I) อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทานของตัวนำมีหน่วยเป็นโอห์ม (สัญลักษณ์ : Ω) เขียนเป็นสมการตามกฏของโอห์ม ดังนี้

ตัวต้านทานแบบมีขาออกทางปลายแบบหนึ่ง

R={V \over I}

ค่าความต้านทานนี้ถูกกำหนดว่าเป็นค่าคงที่สำหรับตัวต้านทานธรรมดาทั่วไปที่ทำงานภายในค่ากำลังงานที่กำหนดของตัวมันเอง

ตัวต้านทานทำหน้าที่ลดการไหลของกระแสและในเวลาเดียวกันก็ทำหน้าที่ลดระดับแรงดันไฟฟ้าภายในวงจรทั่วไป อาจเป็นแบบค่าความต้านทานคงที่ หรือค่าความต้านทานแปรได้ เช่นที่พบในตัวต้านทานแปรตามอุณหภูมิ(อังกฤษ: thermistor), ตัวต้านทานแปรตามแรงดัน(อังกฤษ: varistor), ตัวหรี่ไฟ(อังกฤษ: trimmer), ตัวต้านทานแปรตามแสง(อังกฤษ: photoresistor) และตัวต้านทานปรับด้วยมือ(อังกฤษ: potentiometer)

ตัวต้านทานเป็นชิ้นส่วนธรรมดาของเครือข่ายไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นที่แพร่หลาย ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะประกอบด้วยสารประกอบและฟิล์มต่างๆ เช่นเดียวกับ สายไฟต้านทาน (สายไฟที่ทำจากโลหะผสมความต้านทานสูง เช่น นิกเกิล-โครเมียม) ยังถูกนำไปใช้ในวงจรรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์แอนะล็อก และยังสามารถรวมเข้ากับวงจรไฮบริดและวงจรพิมพ์ ฟังก์ชันทางไฟฟ้าของตัวต้านทานจะถูกกำหนดโดยค่าความต้านทานของมัน ตัวต้านทานเชิงพาณิชย์ทั่วไปถูกผลิตในลำดับที่มากกว่าเก้าขั้นของขนาด เมื่อทำการระบุว่าตัวต้านทานจะถูกใช้ในการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ ความแม่นยำที่จำเป็นของความต้านทานอาจต้องให้ความสนใจในการสร้างความอดทนของตัวต้านทานตามการใช้งานเฉพาะของมัน นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานยังอาจจะมีความกังวลในการใช้งานบางอย่างที่ต้องการความแม่นยำ ตัวต้านทานในทางปฏิบัติยังถูกระบุถึงว่ามีระดับพลังงานสูงสุดซึ่งจะต้องเกินกว่าการกระจายความร้อนของตัวต้านทานที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในวงจรเฉพาะ สิ่งนี้เป็นความกังวลหลักในการใช้งานกับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่สูงกว่าก็จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าและอาจต้องใช้ heat sink ในวงจรไฟฟ้าแรงดันสูง บางครั้งก็ต้องให้ความสนใจกับอัตราแรงดันการทำงานสูงสุดของตัวต้านทาน ถ้าไม่ได้พิจารณาถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานขั้นต่ำสุดสำหรับตัวต้านทาน ความล้มเหลวอาจก่อให้เกิดการเผาใหม้ของตัวต้านทาน เมื่อกระแสไหลผ่านตัวมัน

ตัวต้านทานในทางปฏิบัติมีค่าการเหนี่ยวนำต่ออนุกรมและค่าการเก็บประจุขนาดเล็กขนานอยู่กับมัน ข้อกำหนดเหล่านี้จะมีความสำคัญในการใช้งานความถี่สูง ในตัวขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำหรือพรีแอมป์ ลักษณะการรบกวนของตัวต้านทานอาจเป็นประเด็น การเหนี่ยวนำที่ไม่ต้องการ, เสียงรบกวนมากเกินไปและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เหล่านี้จะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ ในการผลิตตัวต้านทาน ปกติพวกมันจะไม่ได้ถูกระบุไว้เป็นรายต้วของตัวต้านทานที่ถูกผลิตโดยใช้เทคโนโลยีอย่างใดอย่างหนึ่ง^[2]. ตระกูลของ ตัวต้านทานเดี่ยวก็มีคุณลักษณะตาม form factor ของมัน นั่นคือ ขนาดของอุปกรณ์และตำแหน่งของขา (หรือขั้วไฟฟ้า) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องในการผลิตจริงของวงจรที่นำมันไปใช้

ชนิดของตัวต้านทาน ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบ่งโดยยึดเอาค่าความ ต้านทานเป็นหลักจะแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ 1. ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) 2.ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (Adjustable Resistor) 3. ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor) ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท ในหนังสือเล่มนี้จะขอกล่าวประเภทที่มีความนิยม ในการนำมาประกอบใช้ในวงจร ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป ดังนี้ 1. ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition) 2. ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film) 3. ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน ( Carbon Film) 4. ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound) 5. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา ( Thick Film Network) 6. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง (Thin Film Network) ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้มีลักษณะคล้ายกับแบบไวร์วาวด์ แต่โดยส่วนใหญ่บริเวณลวดตัวนำ จะไม่เคลือบด้วยสารเซรามิคและมีช่องว่างทำให้มองเห็นเส้นลวดตัวนำ เพื่อทำการลัดเข็มขัดค่อมตัวต้านทาน โดยจะมีขาปรับให้สัมผัสเข้ากับจุดใดจุดหนึ่ง บนเส้นลวดของความต้านทาน ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนใหญ่มีค่าความต้านทานต่ำ แต่อัตราทนกำลังวัตต์สูง การปรับค่าความต้านทานค่าใดค่าหนึ่ง สามารถกระทำได้ในช่วงของความต้านทานตัวนั้น ๆ เหมาะกับงาน ที่ต้องการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเสมอ ๆ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำมาจากคาร์บอน เซรามิค หรือพลาสติกตัวนำ ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่นในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง, ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่นโพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot)สำหรับชนิด ที่มีแกนเลื่อนค่าความต้านทาน หรือแบบที่มีแกนหมุนเปลี่ยนค่าความต้านทานคือโวลลุ่ม (Volume) เพิ่มหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชั้น, 2 ชั้น และ 3 ชั้น เป็นต้น ส่วนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไม่มีแกนปรับโดยทั่วไปจะเรียกว่า โวลลุ่มเกือกม้า หรือทิมพอต (Trimpot)

หน่วยแก้ไข

โอห์ม (สัญลักษณ์: Ω) เป็นหน่วย SI ของความต้านทานไฟฟ้า ถูกตั้งชื่อตาม จอร์จ ไซมอนโอห์ม หนึ่งโอห์มเทียบเท่ากับหนึ่งโวลต์ต่อหนึ่งแอมแปร์ เนื่องจากตัวต้านทานถูกระบุค่าและถูกผลิตในจำนวนที่เยอะมาก หน่วยที่หาได้เป็นมิลลิโอห์ม(1 mΩ = 10⁻³ Ω), กิโลโอห์ม (1 kΩ = 10³ Ω) และ เมกโอห์ม (1 MΩ = 10⁶ Ω) ยังมีในการใช้งานทั่วไป

ค่าตรงข้ามความต้านทานเรียกว่าค่า conductance ต้วย่อ G = 1/R และมีหน่วยวัดเป็น siemens (หน่วย SI) บางครั้งเรียกว่า mho ดังนั้นซีเมนส์เป็นส่วนกลับของโอห์ม: $S=\Omega ^{-1}$ แม้ว่าแนวคิดของ conductance มักจะถูกใช้ในการวิเคราะห์วงจร ตัวต้านทานในทางปฏิบัติจะถูกระบุไว้เสมอในแง่ของความต้านทาน (โอห์ม) มากกว่าค่า conductance

สัญลักษณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์แก้ไข

บทความหลัก : Electronic symbol

สัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับตัวต้านทานในวงจรแตกต่างไปตามมาตรฐานของแต่ละประเทศ สัญลักษณ์ทั่วไปมีสองอย่าง ดังนี้

สัญลักษณ์สไตล์ IEC (International Electrotechnical Commission)

สัญญลักษณ์ที่จะระบุค่าของตัวต้านทานในวงจรจะแตกต่างกันไปเช่นกัน สัญญลักษณ์ของยุโรป เลี่ยงการใช้ตัวคั่นทศนิยมและคำนำหน้าสัญญลักษณ์แบบ SI แทนสำหรับค่าเฉพาะอย่าง ตัวอย่างเช่น 8k2 ในวงจรไดอะแกรมจะบ่งชี้ค่าความต้านทานของ 8.2 kΩ เลขศูนย์ที่เพิ่มเข้าไปจะบ่งบอกถึงความอดทนที่เข้มงวดมาก ตัวอย่างเช่น 15M0 เมื่อค่าสามารถแสดงโดยไม่ต้องใช้คำนำหน้า SI, 'R' ถูกนำมาใช้แทนตัวคั่นทศนิยม ตัวอย่างเช่น 1R2 บ่งชี้ 1.2 Ω และ 18R แสดง 18 Ω การใช้สัญลักษณ์คำนำหน้า SI หรือตัวอักษร 'R' หลีกเลี่ยงปัญหาที่ตัวคั่นทศนิยมมีแนวโน้มที่จะ 'หายไป' เมื่อมีการถ่ายเอกสารแผนภาพวงจรพิมพ์

ทฤษฎีการทำงานแก้ไข

ไฮดรอลิคสามารถนำมาใช้เปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรเหมือนกับน้ำที่ไหลผ่านท่อ เมื่อท่อ(ซ้าย) ถูกเติมด้วยเส้นผม(ขวา) มันจะใช้ความดันขนาดใหญ่กว่าเพื่อให้เกิดการไหลมากกว่าเพื่อให้น้ำไหล การผลักดันให้กระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานที่มีขนาดใหญ่เป็นเหมือนการผลักดันน้ำผ่านท่ออุดตันด้วยเส้นผม: มันต้องมีการผลักดันขนาดใหญ่กว่า (แรงดันตกคร่อม)ในการผลักดัน(กระแสไฟฟ้า)ให้ไหลได้แบบเดียวกัน

กฎของโอห์มแก้ไข

บทความหลัก: กฎของโอห์ม

พฤติกรรมของตัวต้านทานในอุดมคติจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ที่ระบุไว้ในกฎของโอห์มดังนี้:

V=I\cdot R.

กฎของโอห์ม ระบุว่า แรงดันไฟฟ้า(V) ที่ตกคร่อมความต้านทานจะเป็นสัดส่วนกับกระแส(I) เมื่อค่าคงที่ของสัดส่วนเป็นความต้านทาน(R)

ในส่วนที่เท่าเทียมกัน กฎของโอห์มสามารถระบุได้ว่า:

I={\frac {V}{R}}.

สมการนี้กำหนดว่ากระแส(I)เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า(V)และแปรผกผันกับความต้านทาน(R) สมการนี้จะถูกนำมาใช้โดยตรงในการคำนวณในทางปฏิบัติ ตัวอย่างเช่นถ้าตัวต้านทาน 300 โอห์ม ต่อคร่อมระหว่างขั้วของแบตเตอรี่ 12 โวลต์ ดังนั้นกระแส 12/300 = 0.04 แอมแปร์ (หรือ 40 milliamperes) จะไหลผ่านตัวต้านทานตัวนั้น

ตัวต้านทานต่ออนุกรมและต่อขนานแก้ไข

บทความหลัก: Series and parallel circuits

ในการต่อแบบอนุกรม กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานทุกตัวมีจำนวนเท่ากัน แต่แรงดันไฟฟ้าในแต่ละตัวต้านทานจะเป็นสัดส่วนกับความต้านทานของมัน ความต่างศักย์(แรงดัน)ที่เห็นตกคร่อมในเครือข่ายทั้งหมดคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าเหล่านั้น ความต้านทานรวมสามารถหาได้จากผลรวมของความต้านทานของแต่ละตัวเหล่านั้น

R_{\mathrm {eq} }=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}.

ในกรณีพิเศษ, ตัวต้านทานของจำนวน N ตัวมีความต้านทานเท่ากันเท่ากับ R ต่อกันแบบอนุกรม ความต้านทานรวมจะเท่ากับ NxR ดังนั้นหากตัวต้านทานหนึ่งตัวขนาด 100K โอห์ม ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานขนาด 22K โอห์มหนึ่งตัว ความต้านทานรวมจะเท่ากับ 122K โอห์ม ทั้งสองตัวนี้จะทำงานในวงจรราวกับว่าพวกมันเป็นตัวต้านทานตัวเดียวที่มีค่าความต้านทาน 122K โอห์ม; สาม ตัวต้านทานขนาด 22K โอห์ม(จำนวน = 3, R = 22K ) จะสร้างความต้านทานเท่ากับ 3x22K = 66K โอห์ม

ตัวต้านทานที่ต่อแบบขนานกัน ความต่างศักย์(แรงดัน)ของแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากัน แต่กระแสทั้งหมดจะเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวนำมารวมกัน ค่า conductances ของตัวต้านทานจะถูกนำมารวมกันเพื่อพิจารณาค่า conductances ของเครือข่าย ดังนั้นค่าความต้านทานเทียบเท่า (R_eq) ของเครือข่ายที่สามารถคำนวณได้ดังนี้ :

{\frac {1}{R_{\mathrm {eq} }}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{R_{n}}}.

ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทาน 10 โอห์มต่อขนานกับตัวต้านทาน 5 โอห์มและ15 โอห์ม ตัวต้านทานจะผลิตส่วนผกผันของ 1/10+1/5+1/15 หรือ 1/(.1+.2+.067) = 2,725 โอห์ม ยิ่งมีจำนวนของตัวต้านทานต่อขนานกันมากเท่าไร ความต้านทานโดยรวมยิ่งน้อยลงเท่านั้น และความต้านทานรวมจะไม่สูงไปกว่าตัวต้านทานที่มีค่าต่ำสุดในกลุ่ม(ในกรณีข้างต้นตัวต้านทานน้อยที่สุดคือ 5 โอห์ม ดังนั้นความต้านทานรวมของตัวต้านทานที่ต่อกันแบบคู่ขนานจะไม่มีทางสูงกว่า 5 โอห์ม)

ความต้านทานขนานเทียบเท่าสามารถแสดงในสมการโดยสองเส้นแนวตั้ง "||" (เหมือนในเรขาคณิต)ให้เป็นสัญลักษณ์ง่ายๆ บางครั้ง สอง slashes "//" ถูกนำมาใช้แทน "||" ในกรณีที่ แป้นพิมพ์หรือฟ้อนท์ขาดสัญลักษณ์เส้นแนวตั้ง สำหรับกรณี ที่สองตัวต้านทานต่อแบบขนานนี้สามารถคำนวณโดยใช้ :

R_{\mathrm {eq} }=R_{1}\|R_{2}={R_{1}R_{2} \over R_{1}+R_{2}}.

เครือข่ายตัวต้านทานที่มีการรวมกันของการเชื่อมต่อแบบขนานและอนุกรมสามารถแบ่งออกเป็นส่วนเล็กๆที่มีบางตัวต่ออนุกรมและบางตัวต่อขนานกัน ยกตัวอย่างเช่น

R_{\mathrm {eq} }=\left(R_{1}\|R_{2}\right)+R_{3}={R_{1}R_{2} \over R_{1}+R_{2}}+R_{3}.

อย่างไรก็ตาม เครือข่ายตัวต้านทานที่ซับซ้อนบางส่วนไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยลักษณะนี้ จำเป็นต้องใช้การวิเคราะห์วงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่นพิจารณาลูกบาศก์อันหนึ่ง แต่ละขอบถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานตัวหนึ่ง แล้วความต้านทานจะเป็นเท่าไร ถ้าวัดระหว่างสองจุดตรงข้ามในแนวดิ่ง ในกรณีที่มี 12 ตัวต้านทานเทียบเท่าก็สามารถแสดงให้เห็นว่าความต้านทานจากมุมหนึ่งมาอีกมุมหนึ่งจะเป็น ⁵⁄₆ ของความต้านทานแต่ละตัว ทั่วไปแล้ว การแปลง Y- Δ หรือ วิธีการเมทริกซ์ที่เรียกว่า Equivalent impedance transforms#2-terminal, n-element, 3-element-kind networks สามารถนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว^[3]^[4]^[5]

หนึ่งในการใช้งานภาคปฏิบัติของความสัมพันธ์เหล่านี้คือ ค่าที่ไม่ได้มาตรฐานของความต้านทาน โดยทั่วไปจะสามารถถูกสังเคราะห์โดยการเชื่อมต่อค่ามาตรฐานหลายตัวแบบอนุกรมหรือแบบขนาน นอกจากนี้ยังสามารถถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ความต้านทานที่มีระดับพลังงานสูงกว่าของแต่ละตัวต้านทานที่ถูกใช้ ในกรณีพิเศษของตัวต้านทาน N ตัวขนาดเดียวกัน ทั้งหมดถูกเชื่อมต่อ แบบอนุกรม หรือแบบขนาน ระดับพลังงานของตัวต้านทานรวมจะเท่ากับ N เท่าของระดับพลังงานของตัวต้านทานแต่ละตัว

กระจายพลังงานความร้อนแก้ไข

ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง กำลังงาน P ที่ถูกบริโภคโดยตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทาน R (โอห์ม)จะถูกคำนวณเป็น :

$P=I^{2}R=IV={\frac {V^{2}}{R}}$

เมื่อ V ( โวลต์) เป็นแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานและ I (แอมป์) เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหล ผ่านมัน รูปแบบแรกคือคำสอนที่พูดขึ้นใหม่ของกฎข้อที่หนึ่งของจูล โดยการใช้กฎของโอห์ม รูปแบบอื่นอีกสองอย่างสามารถถูกนำมาต่อยอดได้ กำลังนี้จะถูกแปลงเป็นความร้อนซึ่งจะต้องกระจายไปในร่างกายของตัวต้านทาน

พลังงานความร้อนทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกมาในช่วงเวลาหนึ่งสามารถกำหนดได้จากผลรวมของกำลังงานในช่วงเวลานั้น:

W=\int _{t_{1}}^{t_{2}}v(t)i(t)\,dt.

ดังนั้น เราสามารถเขียนกำลังงานเฉลี่ยที่กระจายไปในช่วงเวลานั้นโดยเฉพาะได้ว่า

{\bar {P}}={\frac {1}{t_{2}-t_{1}}}\int _{t_{1}}^{t_{2}}v(t)i(t)\,dt.

ถ้าเวลาช่วง t₁ - t₂ ถูกเลือกให้เป็นหนึ่งรอบที่สมบูรณ์ของสัญญาณเป็นระยะๆ (หรือเลขจำนวนเต็มของรอบ) ดังนั้น ผลนี้จะมีค่าเท่ากับกำลังงานเฉลี่ยระยะยาวที่สร้างขึ้นเป็นความร้อน ซึ่งจะมีการกระจายไปอย่างต่อเนื่อง. ด้วยสัญญาณเป็นระยะ ๆ (เช่น/ แต่ไม่จำกัดแค่เพียงคลื่นไซน์) ดังนั้นค่าเฉลี่ยในช่วงรอบที่สมบูรณ์ (หรือในระยะยาว) นี้จะหาได้จาก ${\bar {P}}=I_{rms}V_{rms}=I_{rms}^{2}R={\frac {V_{rms}^{2}}{R}}$ เมื่อ I_rms และ V_rms เป็นค่า root mean square ของกระแสและแรงดัน ในกรณีใดๆ ความร้อนที่ถูกสร้างขึ้นในตัวต้านทานที่จะต้องถูกกระจายไปก่อนที่อุณหภูมิของมันเพิ่มขึ้นมากเกินไป

ตัวต้านทานจะมีอัตราการใช้งานตามการกระจายกำลังงานสูงสุด ตัวต้านทานเดี่ยวๆส่วนใหญ่ใน ระบบอิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตทสามารถดูดซับกำลังไฟฟ้าได้น้อยกว่าหนึ่งวัตต์มากและไม่ต้องให้ความสนใจกับระดับกำลังงานเป็นพิเศษ ตัวต้านทานดังกล่าวรวมทั้งส่วนใหญ่ของแพคเกจตามรายละเอียดด้านล่างนี้ มักจะมีการจัดอัตราเป็น 1/10, 1/8 หรือ 1/4 วัตต์

ตัวต้านทานที่บรรจุอยู่ในภาชนะอะลูมิเนียมมีอัตรา 50 W เมื่อใช้ heat sink

ตัวต้านทานที่ต้องกระจายกำลังงานจำนวนมาก เช่นที่ใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งจ่ายไฟ วงจรการแปลงกำลังงาน และตัวขยายสัญญาณกำลัง โดยทั่วไปจะเรียกว่า ตัวต้านทานกำลัง การกำหนดนี้ถูกนำมาใช้อย่างหลวมๆสำหรับตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังที่ 1 วัตต์หรือมากกว่า ตัวต้านทานกำลังมีขนาดใหญ่กว่าและอาจจะไม่ได้ใช้ค่า, รหัสสี, และแพคเกจภายนอกที่อธิบายไว้ด้านล่าง

หากกำลังงานเฉลี่ยที่กระจายไปโดยตัวต้านทานมีมากกว่าอัตรากำลังงานของมัน ความเสียหายบนตัวต้านทานอาจเกิดขึ้นหรืออาจเปลี่ยนแปลงความต้านทานอย่างถาวร ซึ่งแตกต่างจากการเปลี่ยนแปลงย้อนกลับของความต้านทานเนื่องจาก ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของมันเมื่อมันอุ่น กระจายกำลังงานมากเกินไปอาจเพิ่มอุณหภูมิของตัวต้านทานจนถึงจุดที่มันสามารถเผาไหม้แผงวงจรหรือชิ้นส่วนที่อยู่ใกล้เคียง หรือแม้กระทั่งทำให้เกิดไฟไหม้ มีตัวต้านทานที่ออกแบบมาไม่ติดไฟ ซึ่งจะหยุดทำงาน (เปิดวงจร) ก่อนที่จะมันจะร้อนมากเกินไปจนเป็นอันตราย

แต่ถ้าการไหลเวียนของอากาศไม่ดี หรืออยู่สูงจากพื้นดิน หรือทำงานในอุณหภูมิที่สูง ตัวต้านทานอาจต้องใช้อัตราการกระจายกำลังงานที่สูงกว่าปกติ

นอกจากนี้ ตัวต้านทานบางชนิดและบางอัตรา ยังอาจมีอัตราแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ซึ่งอาจจำกัด การกระจายกำลังที่มีอยู่สำหรับค่าความต้านทานที่สูงขึ้น

ตัวต้านทานคงที่แก้ไข

แพคเกจตัวต้านทานเดี่ยว 8 ตัว(บน)และ 9 ตัว(ล่าง) ปลายด้านหนึ่งของแต่ละตัวต้านทานเชื่อมต่อกับขาที่แยกต่างหากส่วนปลายอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อเข้าด้วยกันทั้งหมดกับขาที่เหลืออยู่ (ขาคอมมอนด์) หรือขา 1 ที่ระบุโดยจุดสีขาว

การจัดตำแหน่งขาแก้ไข

ตัวต้านทานที่มีขาสองขาสำหรับการใส่ลงในรู

ชิ้นส่วนที่ต้องใส่ลงในรูบนบอร์ดมักจะมีสายตัวนำที่เป็นขาออกจากปลายลำตัว(axial) อื่นๆนอกจากนี้ จะมีขาออกจากกลางลำตัวเหมือนรัศมี(radial) ตัวต้านทานอื่นๆอาจเป็นแบบเทคโนโลยีการวางบนพื้นผิว (อังกฤษ: Surface-mount technology) หรือ SMT ในขณะที่ ตัวต้านทานกำลังงานสูงอาจจะมีขาใดขาหนึ่งถูกออกแบบให้อยู่ใน heat sink

องค์ประกอบคาร์บอนแก้ไข

ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนประกอบด้วยชิ้นส่วนความต้านทานทรงกระบอกทึบ กับสายตัวนำ(ขา)แบบฝังหรือจุกปลายโลหะสำหรับต่อกับสายตัวนำ ลำตัวของตัวต้านทานได้รับการป้องกันด้วยสีหรือพลาสติก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนไม่มีฉนวนที่ลำตัว; สายตัวนำถูกพันรอบปลายของแกนชิ้นส่วนความต้านทานและบัดกรีเข้าด้วยกัน ตัวต้านทานที่สำเร็จแล้วจะถูกวาดด้วยรหัสสีเพื่อบอกค่าของมัน

ชิ้นส่วนวามต้านทานถูกทำจากส่วนผสมของคาร์บอนบดละเอียด (เป็นผง) และ วัสดุฉนวน(ปกติเป็นเซรามิก) เรซินจะยึดส่วนผสมเข้าด้วยกัน ความต้านทานจะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของวัสดุ เติม (ผงเซรามิก) เทียบกับคาร์บอน คาร์บอนความเข้มข้นยิ่งสูง-ตัวนำยิ่งดี-เป็นผลให้ความต้านทานยิ่งต่ำ ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนถูกนำมาใช้กันโดยทั่วไปในปี 1960s และก่อนหน้านี้ แต่จะไม่เป็นที่นิยมสำหรับการใช้งานทั่วไปในปัจจุบัน เมื่อตัวต้านทานประเภทอื่นๆ มีคุณสมบัติที่ดีกว่า เช่น ความอดทน การพึ่งพาอาศัยแรงดัน และความเครียด (ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนจะเปลี่ยนค่าเมื่อเครียดด้วยแรงดันไฟฟ้าเกิน) นอกจากนี้ หากมีความชื้นภายใน (จากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลานาน) หรือความร้อนจากการบัดกรีจะสร้างการเปลี่ยนแปลงในค่าความต้านทานที่ย้อนกลับไม่ได้ ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนมี เสถียรภาพกับเวลาที่ไม่ดีและมีผลสะท้อนให้ถูกเลือกโดยโรงงานให้มีความอดทนที่ดีที่สุดเพียง 5% เท่านั้น^[6] อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานเหล่านี้ ถ้ามันไม่เคยอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินหรือร้อนเกิน มันจะเป็นที่เชื่อถือได้อย่างน่าทึ่ง เมื่อพิจารณาถึงขนาดของส่วนประกอบของมัน^[7]

ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนยังคงมีใช้อยู่ แต่เมื่อเทียบกันแล้วค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง ค่าอยู่ระหว่างเศษของโอห์มถึง 22 megohms เนื่องจากราคาที่สูงของมัน ตัวต้านทานเหล่านี้จะไม่ได้ ถูกใช้ในงานทั่วไปอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม พวกมันจะถูกใช้ในแหล่งจ่ายไฟและการควบคุมการเชื่อม^[8]

คาร์บอนที่กองซ้อนกันแก้ไข

ตัวต้านทานกองคาร์บอนทำจากชั้นของแผ่นคาร์บอนที่ถูกอัดระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่น การปรับ ความดันที่ใช้หนีบจะเปลี่ยนแปลงความต้านทานระหว่างแผ่นนั้น ตัวต้านทานเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เมื่อต้องการใช้โหลดที่ปรับได้ ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบแบตเตอรี่รถยนต์หรือเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ ตัวต้านทานกองคาร์บอนยังสามารถใช้ในการควบคุมความเร็วมอเตอร์ขนาดเล็กในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน (จักรเย็บผ้า, เครื่องผสมมือถือ) ที่มีอัตราใช้งานสูงไม่กี่ร้อยวัตต์^[9] ตัวต้านทานกองคาร์บอนสามารถรวมอยู่ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยใช้ควบคุมกระแสของสนามแม่เหล็กเพื่อรักษาแรงดันสัมพันธ์ให้คงที่^[10] หลักการนี้ยังถูกนำมาใช้ในไมโครโฟนคาร์บอนอีกด้วย

ฟิล์มคาร์บอนแก้ไข

ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอนของ เทสลา TR -212 ขนาด 1 kΩ ที่มีบางส่วนเปิดออกสัมผัสกับภายนอก

ฟิล์มคาร์บอนจะถูกวางลงบนพื้นผิวฉนวนและถูกตัดเป็นวงรีเพื่อสร้างเป็นเส้นทางความต้านทานที่ยาวและแคบ การเปลี่ยนแปลงของรูปทรง ควบคู่ไปกับความต้านทานของคาร์บอนอสัณฐาน (ระหว่าง 500-800 μΩ เมตร) สามารถให้ความหลากหลายของความต้านทาน เมื่อเทียบกับองค์ประกอบคาร์บอน พวกมันให้คุณลักษณะของเสียงรบกวนต่ำ เนื่องจากความแม่นยำของการกระจายแกรไฟท์บริสุทธิ์โดยไม่ต้องมีผลผูกพัน^[11] ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนมีช่วงอัตรากำลังที่ 0.125-5 วัตต์ที่ 70 °C. ความต้านทานช่วงใช้ได้มีตั้งแต่วันที่ 1 โอห์ม ถึง 10 megohm ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนมีช่วงอุณหภูมิการดำเนินงาน ระหว่าง -55 ° C ถึง 155 ° C. และมีช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานที่ 200-600 โวลต์ ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนพิเศษถูกใช้ใน งานที่ต้องการความมั่นคงของพัลส์สูง^[12]

ตัวต้านทานคาร์บอนพิมพ์แก้ไข

ตัวต้านทานคาร์บอนถูกพิมพ์โดยตรงลงบน แผ่น SMD บน PCB ภายในสมุดจัดการเวลาโบราณของ Psion II ปี 1989

ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนสามารถถูกพิมพ์โดยตรงลงบนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต PCB ในขณะที่เทคนิคนี้เป็นเรื่องปกติมากขึ้นในโมดูล PCB ไฮบริด มันก็ยังสามารถถูกนำมาใช้ใน PCB แบบไฟเบอร์กลาสมาตรฐาน ความคลาดเคลื่อน โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่มากและสามารถอยู่ในราว 30% การใช้งานทั่วไปจะเป็นตัวต้านทานที่ทำงานเป็นตัว pull-up ที่ไม่วิกฤต

ฟิล์มหนาและบางแก้ไข

ตัวต้านทานฟิล์มหนาได้รับความนิยมในช่วงปี 1970s และตัวต้านทานแบบ SMD (surface mount device) ส่วนใหญ่วันนี้เป็นตัวต้านทานชนิดนี้ ชิ้นส่วนต้านทานของฟิล์มหนาจะหนาเป็น 1000 เท่ากว่าฟิล์มบาง^[13] แต่ความแตกต่างที่สำคัญจะเป็นวิธีการที่ฟิล์มจะถูกนำไปใช้กับกระบอก(ตัวต้านทานแบบแกน) หรือพื้นผิว(ตัวต้านทานแบบ SMD)

ตัวต้านทานฟิล์มบางจะถูกทำโดยการสปัตเตอร์ (วิธีการของการสะสมสูญญากาศ)วัสดุต้านทานบนพื้นผิวฉนวน จากนั้นฟิล์มจะถูกฝังในลักษณะที่คล้ายกันกับวิธีการเก่า (แบบลด) เพื่อทำแผงวงจรพิมพ์ นั่นคือ พื้นผิวจะถูกเคลือบด้วยวัสดุไวแสง จากนั้นจะถูกคลุมด้วยฟิลม์ตามแบบ, ฉาบด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต และจากนั้นจัดการฉายแสงลงบนบริเวณที่เคลือบด้วนสารไวแสง ฟิล์มบางๆที่อยู่ด้านใต้จะถูกกัดออกไป

ตัวต้านทานฟิล์มหนาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยใช้การสกรีนและการพิมพ์ลายฉลุ^[14]

เพราะช่วงเวลาระหว่างการทำสปัตเตอร์จะสามารถควบคุมได้ ความหนาของฟิล์มบางจึงสามารถ ควบคุมได้อย่างแม่นยำ ชนิดของวัสดุก็ยังแตกต่างกัน มักจะประกอบด้วยตัวนำเซรามิก (cermet )หนึ่งตัวนำหรือมากกว่า เช่น แทนทาลัมไนไตรด์ (TaN), รูทีเนียมออกไซด์(RuO₂), ตะกั่วออกไซด์ (PbO), bismuth ruthenate ( Bi₂RU₂O₇), นิกเกิลโครเมียม (NiCr) หรือ bismuth iridate (Bi₂Ir₂O₇)

ความต้านทานของทั้งฟิล์มบางและฟิล์มหนาหลังการผลิตจะไม่ถูกต้องอย่างมาก พวกมันมักจะ ถูกตัดเล็มให้เป็นค่าที่ถูกต้องโดยการขัดหรือการตัดด้วยเลเซอร์ ตัวต้านทานฟิล์มบางมักจะถูกระบุความคลาดเคลื่อนอยู่ที่ 0.1, 0.2, 0.5, หรือ 1% และมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิอยู่ที่ 5-25 ppm/K. พวกมันยังมีระดับเสียงรบกวนที่ต่ำกว่ามาก ในระดับ 10-100 เท่าน้อยกว่าตัวต้านทาน ฟิล์มหนา(เพราะมีค่า conductance ต่ำกว่ามาก)

ตัวต้านทานฟิล์มหนาทั้งหลายอาจจะใช้เซรามิกส์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเหมือนกัน แต่พวกมันจะถูก ผสมกับแก้วซินเตอร์(ผง) และของเหลวตัวขนส่งเพื่อให้ส่วนผสมสามารถที่จะถูกพิมพ์แบบสกรีนได้ จากนั้น ส่วนผสมของแก้วกับวัสดุตัวนำเซรามิก (cermet)นี้จะถูกหลอม(อบ)ในเตาอบที่ประมาณ 850 °C.

ตัวต้านทานฟิล์มหนาที่ผลิตครั้งแรกมีความคลาดเคลื่อนที่ 5 % แต่ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน ได้ปรับปรุงให้ดีขึ้นถึง 2% หรือ 1% ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของ ตัวต้านทานฟิล์มหนาจะสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ ±200 หรือ ±250 ppm/K; อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงที่ 40 เคลวิน (70 °F) สามารถเปลี่ยนความต้านทานไป 1%

ตัวต้านทานฟิล์มบางมักจะมีราคาแพงกว่าตัวต้านทานฟิล์มหนามาก ตัวอย่างเช่นตัวต้านทานฟิล์มบาง SMD ที่มีความคลาดเคลื่อน 0.5% และสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ 25 ppm/K เมื่อซื้อในปริมาณเต็มม้วนจะมีราคาประมาณสองเท่าของตัวต้านทานฟิล์มหนาของ 1%, 250 ppm/K

ฟิล์มโลหะแก้ไข

รูปแบบหนึ่งของ MELF

ตัวต้านทานที่มีขาออกจากปลายลำตัวเป็นชนิดที่พบมากของวันนี้ จะเรียกว่าเป็นตัวต้านทานแบบ ฟิล์มโลหะ ตัวต้านทานแบบไม่มีขามีขั้วโลหะ (อังกฤษ: Metal electrode leadless face) หรือ MELF มักจะใช้เทคโนโลยีเดียวกัน แต่จะมีรูปทรงกระบอกออกแบบมาสำหรับติดตั้งบนพื้นผิว โปรดทราบว่า ประเภทอื่นๆของตัวต้านทาน (เช่น องค์ประกอบคาร์บอน) ยังมีในแพคเกจ MELF

ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมักจะถูกเคลือบด้วยนิกเกิลโครเมียม (NiCr) แต่อาจจะถูกเคลือบด้วยวัสดุ cermet ใดๆที่ระบุไว้ข้างต้นสำหรับตัวต้านทานฟิล์มบาง. แตกต่างจากตัวต้านทานฟิล์มบาง วัสดุอาจนำมาใช้โดยใช้เทคนิคที่แตกต่างจากการสปัตเตอร์ (แม้ว่าสิ่งนี้เป็นหนึ่งในเทคนิค) นอกจากนี้ยังแตกต่างจากตัวต้านทานชนิดฟิล์มบาง, ค่าความต้านทานจะถูกกำหนดโดยการตัดเป็นวงรึผ่านการเคลือบผิว มากกว่าจะทำโดยการแกะสลัก (นี่คือวิธีที่คล้ายกับตัวต้านทานคาร์บอนที่ถูกทำ) ผลที่ได้คือความคลาเคลื่อนที่เหมาะสม (0.5%, 1% หรือ 2%) และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่โดยทั่วไประหว่าง 50 ถึง 100 ppm/K^[15] ตัวต้านทานฟิล์มโลหะมีลักษณะของเสียงรบกวนที่ดีและการไม่เป็นเชิงเส้นที่ต่ำเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำ นอกจากนี้ยังมีประโยชน์เกี่ยวกับความอดทนที่มีประสิทธิภาพของชิ้นส่วน, ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ และความมั่นคง^[16]

ฟิล์มโลหะออกไซด์แก้ไข

ตัวต้านทานฟิล์มลหะออกไซด์ถูกทำขึ้นจากโลหะออกไซด์เช่นดีบุกออกไซด์ ซึ่งส่งผลให้มี อุณหภูมิในการทำงานที่สูงกว่าและมีความมั่นคง/น่าเชื่อถือมากกว่าฟิล์มโลหะ พวกมันจะถูกใช้ ในงานที่มีความต้องการความอดทนสูง

ลวดพันแก้ไข

ตัวต้านทานแบบลวดพันพลังงานสูงถูกใช้สำหรับการ เบรกแบบไดนามิกในรถไฟไฟฟ้า ตัวต้านทานดังกล่าวอาจจะกระจายกำลังงานความร้อนไปหลาย กิโลวัตต์เป็นระยะเวลานาน

ชนิดของลวดที่ใช้ในตัวต้านทานแบบลวดพัน:
1. ธรรมดา
2. bifilar
3. ธรรมดาบนตัวดัดบาง
4. Ayrton-Perry

ตัวต้านทานแบบลวดพันโดยทั่วไปถูกทำขึ้นโดยการพันลวดโลหะที่มักจะเป็น Nichrome รอบแกนเซรามิก, พลาสติกหรือไฟเบอร์กลาส ปลายของลวดทั้งสองด้านจะถูกบัดกรีหรือเชื่อมเข้ากับจุกหรือแหวนสองอัน ที่ผูกติดอยู่กับปลายของแกน ชิ้นงานถูกปกป้องด้วยชั้นของสี, พลาสติก หล่อหรือสารเคลือบที่ถูกอบที่อุณหภูมิสูง ตัวต้านทานเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อทนต่ออุณหภูมิที่สูงผิดปกติถึง +450 °C^[17] เส้นลวดในตัวต้านทานลวดพันกำลังงานต่ำปกติมีเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 0.6 และ 0.8 มม.และเคลือบด้วยดีบุกเพื่อความสะดวกในการบัดกรี สำหรับ ตัวต้านทานลวดพันกำลังงานที่สูงกว่า ไม่ว่าจะใช้แบบกล่องใส่เซรามิกหรือกล่องใส่อะลูมิเนียมด้านนอกบนยอดของชั้นฉนวน - ถ้ากล่องด้านนอกเป็นเซรามิก, ตัวต้านทานดังกล่าวบางครั้งจะถูกอธิบายว่าเป็นตัวต้านทาน"ซีเมนต์" แม้ว่าพวกมันจะไม่ได้มีส่วนของปูนซิเมนต์แบบดั้งเดิมจริงๆ ถ้าเป็นกล่องอะลูมิเนียม มันถูกออกแบบมาให้ติดกับ heat sink เพื่อกระจายความร้อน อัตรากำลังการทำงานจะขึ้นอยู่กับการใช้งานที่มีการระบายความร้อนที่เหมาะสม เช่นตัวต้านทานอัตรากำลัง 50 W จะ overheat ที่เศษส่วนของการกระจายความร้อนเท่านั้นหากไม่ได้ใช้ heat sink ตัวต้านทานลวดพันขนาดใหญ่อาจจะมีอัตราที่ 1,000 วัตต์ หรือมากกว่า

เพราะตัวต้านทานลวดพันเป็นขดลวด พวกมันจึงมีค่าความเหนี่ยวนำที่ไม่พึงประสงค์มากกว่าตัวต้านทานชนิดอื่นๆ แม้ว่าม้วนลวดในหลายๆส่วนมีทิศทางกลับสลับกันจะ สามารถลดการเหนี่ยวนำลงให้น้อยที่สุดได้ก็ตาม เทคนิคอื่นๆจะใช้ bifilar ในการพันหรือใช้ตัวดัดแบนบาง (เพื่อลดพื้นที่หน้าตัดของขดลวด) สำหรับวงจรที่ต้องการใช้มากที่สุด ตัวต้านทานจะพันด้วย Ayrton-Perry

การใช้งานของตัวต้านทานลวดพันมีความคล้ายคลึงกับงานของตัวต้านทานองค์ประกอบ ยกเว้นงานความถี่สูง การตอบสนองความถี่สูงของตัวต้านทานลวดพันจะเลวร้ายเป็นอย่างมากเมื่อเทียบกับตัวต้านทานองค์ประกอบ^[18]

ตัวต้านทานแบบฟอยล์แก้ไข

ชิ้นส่วนความต้านทานหลักของตัวต้านทานแบบฟอยล์เป็นฟอยล์โลหะผสมพิเศษมีความหนาหลายไมโครเมตร เนื่องจากถูกแนะนำเข้ามาในปี 1960 ตัวต้านทานแบบฟอยล์มีความแม่นยำและความมั่นคงที่ดีที่สุดของตัวต้านทานใดๆที่มีอยู่ขณะนั้น หนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่มีอิทธิพลต่อความมั่นคงจะเป็นค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (อังกฤษ: temperature coefficient of resistance) หรือ TCR TCR ของมันต่ำมากและได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นตลอดในช่วงหลายปี ช่วงหนึ่งของตัวต้านทานแบบฟอยล์ที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษจะมี TCR ที่ 0.14 ppm/°C, ความคลาดเคลื่อน ± 0.005%, ความมั่นคงในระยะยาว (1 ปี) 25 ppm, (3 ปี) 50 ppm (ปรับปรุงเพิ่มเติม 5 เท่าโดยการปิดผนึกสุญญากาศ) ความมั่นคงภายใต้โหลด (2000 ชั่วโมง)ที่ 0.03%, อุณหภูมิ EMF 0.1 μV/°C, เสียงรบกวน -42 dB, ค่าสัมประสิทธิ์แรงดัน 0.1 ppm/V, ความเหนี่ยวนำ 0.08 μH, ความเก็บจุ 0.5 pF^[19]

ตัว shunt ของแอมมิเตอร์แก้ไข

ตัวชั้นท์ของแอมมิเตอร์เป็นตัวต้านทานที่ไวต่อกระแสชนิดพิเศษ มันมีสี่ขาและมีค่าเป็น milliohms หรือแม้กระทั่งไมโครโอห์ม เครื่องมือวัดกระแสโดยตัวมันเอง มักจะสามารถรับกระแส ใด้จำกัด เพื่อวัดกระแสสูง กระแสจะไหลผ่านชั้นท์เพื่อวัดแรงดันตกคร่อมแล้วตีค่าออกมาเป็นกระแส ชั้นท์ทั่วไปประกอบด้วยสองช่วงบล็อกโลหะแข็ง บางครั้งใช้ทองเหลือง ติดตั้งอยู่บนฐานฉนวน. ระหว่างช่วงบล็อกที่ถูกบัดกรีหรือประสานเข้าด้วยกันจะมีหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งแถบของโลหะผสมแมงกานินที่มี TCR ต่ำ น็อตเกลียวขนาดใหญ่ถูกร้อยผ่านบล็อกที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อกระแส ในขณะที่สกรูที่ขนาดเล็กกว่ามากให้การเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้า ชั้นท์ถูกตั้งอัตราโดยกระแสเต็มสเกล และมักจะมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมที่ 50 mV ที่อัตรากระแส มิเตอร์ดังกล่าวจะถูก ปรับตัวให้เข้าอัตรากระแสเต็มของชั้นท์โดยการทำเครื่องหมายโดยประมาณบนหน้าปัด; ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงในส่วนอื่นๆของมิเตอร์

ตัวต้านทานแบบตารางแก้ไข

ในงานอุตสาหกรรมหนักกระแสสูง ตัวต้านทานตารางเป็นตาข่ายระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนขนาดใหญ่ทำด้วยแถบโลหะผสมที่ประทับลงไป เชื่อมต่อเป็นแถวระหว่างสองขั้วไฟฟ้า ตัวต้านทานเกรดอุตสาหกรรมดังกล่าวสามารถมีขนาดใหญ่เท่าตู้เย็น; การออกแบบบางตัวสามารถรับมือกับกระแสมากกว่า 500 แอมแปร์ ด้วยช่วงของตัวต้านทานขยายต่ำกว่า 0.04 โอห์ม พวกมันจะใช้ในการใช้งาน เช่นการเบรกแบบไดนามิกและแถวของโหลดสำหรับตู้รถไฟ และรถราง, สายกราวด์เป็นกลางสำหรับการกระจาย AC อุตสาหกรรม, โหลดควบคุมสำหรับเครน และเครื่องจักรกลหนัก, โหลดสำหรับการทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการกรองฮาร์มอนิกสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อย^[20]^[21]

คำว่าตัวต้านทานตารางบางครั้งถูกใช้ในการอธิบายตัวต้านทานชนิดใดๆที่เชื่อมต่อกับตารางควบคุมของหลอดสูญญากาศ ตัวต้านทานนี้ไม่ได้เป็นเทคโนโลยีตัวต้านทาน มันเป็นโครงสร้าง วงจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวต้านทานพันธุ์พิเศษแก้ไข

Cermet
Phenolic
Tantalum
Water resistor

ตัวต้านทานปรับค่าได้แก้ไข

ตัวต้านทานปรับได้แก้ไข

รูปแบบต่างๆของ variable resistor ที่ใช้ติดตั้งบนแผง PCB สำหรับการปรับเปลี่ยนที่ไม่บ่อย บางที่เรียกว่า "trimmer resistors"

ตัวต้านทานแบบนี้อาจจะมีจุดแยกติดอยู่กับที่หนึ่งจุดหรือมากกว่า เพื่อให้ความต้านทานสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการย้ายสายไฟไปเชื่อมต่อกับขั้วอื่นที่แตกต่างกัน บางตัวต้านทานกำลังแบบลวดพันมีจุดแยกที่สามารถเลื่อนไปตามความยาวของตัวต้านทาน เพื่อปรับค่าของความต้านทานให้มีขนาดเล็กลงหรือใหญ่ขึ้นตามความยาวนั้น

ในกรณีที่ต้องการปรับค่าความต้านทานอย่างต่อเนื่องระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ จุดแยกความต้านทานที่เลื่อนได้สามารถเชื่อมต่อกับลูกบิดที่ผู้ใช้สามารถเข้าถึงได้ อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่ารีโอสตัท(อังกฤษ: rheostat) มีสองขั้วไฟฟ้า(ขา)

Potentiometersแก้ไข

ต้วอย่างหนึ่งของโปเทนฉิโอมิเตอร์

บทความหลัก: Potentiometer

ชิ้นส่วนธรรมดาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวต้านทานสามขั้ว ที่มีจุดแยกที่ปรับได้อย่างต่อเนื่อง ควบคุมโดยการหมุนของแกนหรือลูกบิด ตัวต้านทานที่แปรค่าได้เหล่านี้มีชื่อเรียกว่า"โปเทนฉิโอมิเตอร์" เมื่อทั้งสามขั้วทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันที่ปรับได้(อังกฤษ: adjustable voltage divider) ตัวอย่างที่พบบ่อยคือปุ่มปรับระดับเสียงของเครื่องรับวิทยุ(เครื่องรับแบบดิจิทัลอาจไม่มีปุ่มปรับระดับเสียงแบบแอนะลอกเพื่อปรับความดัง)

โปเทนฉิโอมิเตอร์(หรือ"ปอท")แบบติดตั้งบนแผงที่แม่นยำความละเอียดสูงมีชิ้นส่วนที่ให้ความต้านทานปกติเป็นแบบลวดพันบนด้ามจับรูปเกลียว แม้ว่าบางตัวจะมีความต้านทานตัวนำพลาสติก ที่เคลือบบนสายไฟเพื่อช่วยปรับให้ละเอียดยิ่งขึ้น ส่วนประกอบเหล่านี้มักจะมีลวดพันอยู่สิบรอบบนแกนของมัน เพื่อให้ครอบคลุมเต็มความจุของความต้านทานของมัน พวกมันมักจะถูกกำหนดด้วยหน้าปัดหมุนที่มีขดลวดเคาน์เตอร์ง่ายๆและแป้นหมุน แอนะล็อกคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์จะใช้พวกมันในปริมาณสำหรับการตั้งค่าสัมประสิทธิ์และการตั้งค่าให้กวาดได้ล่าช้าของเครื่องออลซิลโลสโคปในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา รวมถึงตัวหนึ่งบนแผงของสโคปนั้น

กล่องทศวรรษตัวต้านทานแก้ไข

ตัวต้านทานกล่องทศวรรษ "KURBELWIDERSTAND", ทำในเยอรมันตะวันออกเดิม

กล่องทศวรรษตัวต้านทานหรือกล่องสำรองตัวต้านทานเป็นหน่วยที่มีความต้านทานหลายค่าและ สวิทช์กลหนึ่งตัวหรือมากกว่าที่ช่วยให้ตัวต้านทานเดี่ยวตัวใดตัวหนึ่งที่อยู่ในกล่องสามารถถูกเลือกไปใช้ได้ ปกติ ความต้านทานมักมีความถูกต้องแม่นยำสูง ตั้งแต่เกรดห้องปฏิบัติการ/การสอบเทียบที่แม่นยำถึง 20 ส่วนต่อล้านส่วน, จนถึงเกรดสนามที่ 1% นอกจากนี้ กล่องราคาถูกกับความถูกต้องน้อยกว่ายังมีให้ใช้อีกด้วย ทุกชนิดจะให้วิธีที่สะดวกในการเลือกและการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานอย่างรวดเร็วในห้องปฏิบัติการ, ห้องทดลองงานและงานพัฒนาโดยไม่ต้องต่อตัวต้านทานทีละตัว หรือแม้กระทั่งเก็บในคลังทุกๆค่า ช่วงของความต้านทานที่จัดให้, ความละเอียดสูงสุดและความถูกต้องจะเป็นตัวบอกคุณลักษณะของกล่อง ตัวอย่างเช่น กล่อง หนึ่งมีความต้านทาน 0-24 megohms, ความละเอียดสูงสุด 0.1 โอห์ม, ความถูกต้อง 0.1% ^[22]

อุปกรณ์พิเศษแก้ไข

มีอุปกรณ์ต่างๆที่มีความต้านทานเปลี่ยนแปลงค่าได้หลายค่า ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ NTC แสดงค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบที่แข็งแกร่ง ทำให้มันมีประโยชน์สำหรับการวัดอุณหภูมิ เนื่องจาก ความต้านทานของมันสามารถมีขนาดใหญ่จนกระทั่งมันจะถูกทำให้ร้อนขึ้นเมื่อมีกระแสไหลผ่าน มันยังถูกใช้เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดกระแสกระชากมากเกินไปเมื่ออุปกรณ์ถูกเปิดใช้งาน ในทำนองเดียวกัน ความต้านทานของ humistor จะแปรตามความชื้น ความต้านทานของวาริสเตอร์โลหะออกไซด์จะลดลงมากเมื่อได้รับแรงดันสูง ทำให้มันมีประโยชน์สำหรับปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยการดูดซับอันตรายจากไฟกระชาก photodetector ประเภทหนึ่งคือ photoresistor มีความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงตามแสงสว่าง

เครื่องวัดแรงตึง(อังกฤษ: stain gauge)ประดิษฐ์คิดค้นโดย เอ็ดเวิร์ด อี ซิมมอนส์ และ อาเธอร์ ซี รูจ ใน ปี 1938 เป็นชนิดหนึ่งของตัวต้านทานที่เปลี่ยนแปลงค่าตามแรงตึงที่ใช้ ตัวต้านทานอาจถูกใช้เป็นตัวเดี่ยวหรือเป็นคู่ (half bridge) หรือสี่ตัวต้านทานเชื่อมต่อแบบ Wheatstone bridge ตัวต้านทานความตึงถูกผูกมัดด้วยกาวกับวัตถุที่จะถูกทำให้ตึงเชิงกล ด้วย สเตรนเกจและตัวกรอง ตัวขยายสัญญาณและตัวแปลงอะนาล็อก/ดิจิตอล ความตึงบนวัตถุจึงสามารถวัดได้

ตัวอย่างของ foil strain gauge ตัว gauge จะไวต่อความตึงทางด้านแนวดิ่งมากกว่าด้านแนวนอน ตัว marking ด้านนอกช่วยปรับแนวระหว่างการติดตั้ง เมื่อ gauge ถูกดึง เส้นความต้านทานตรงกลางจะยืดออก ค่าความต้านทานระหว่างปลายทั้งสองจะสูงขึ้น

การประดิษฐ์ที่เกี่ยวข้องเร็วๆนี้ใช้ควอนตัม Tunnelling คอมโพสิต เพื่อจับความรู้สึกของความเครียดเชิงกล มันผ่านกระแสที่มีขนาดแตกต่างกันถึง 10¹² ในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความดันที่ใส่เข้าไป

ตัวต้านทานชนิดต่าง ๆ

Metal oxide varistor วาริสเตอร์โลหะออกไซด์ (metal oxide varistor-MOV) เป็นตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติพิเศษคือ มีค่าความต้านทาน 2 สถานะ คือ ค่าความต้านทานสูงมากที่ ความต่างศักย์ต่ำ (ต่ำกว่าค่าความต่างศักย์กระตุ้น) และ ค่าความต้านทานต่ำมากที่ ความต่างศักย์สูง (สูงกว่าความต่างศักย์กระตุ้น) ใช้ประโยชน์ในการป้องกันวงจร เช่น ใช้ในการป้องกันความเสียหายจากฟ้าผ่าลงเสาไฟฟ้า หรือใช้เป็น สนับเบอร์ ในวงจรตัวเหนี่ยวนำ

เทอร์มิสเตอร์ (thermistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามระดับอุณหภูมิ แบ่งเป็นสองประเภท คือ

ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นบวก (PTC - Positive Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าสูงขึ้นตาม มีพบใช้ในวงจรเครื่องรับโทรทัศน์ โดยต่ออนุกรมกับ ขดลวดลบสนามแม่เหล็ก (demagnetizing coil) เพื่อป้อนกระแสในช่วงเวลาสั้น ๆ ให้กับขดลวดในขณะเปิดโทรทัศน์ นอกจากนั้นแล้ว ตัวต้านทานประเภทนี้ยังมีการออกแบบเฉพาะเพื่อใช้เป็น ฟิวส์ (fuse) ที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ เรียกว่า โพลีสวิตช์ (polyswitch)
ตัวต้านทานที่มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ (NTC - Negative Temperature Coefficient) เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความต้านทานมีค่าลดลง ปกติใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิ

เซนซิสเตอร์ (sensistor) เป็นตัวต้านทานที่สร้างจากสารกึ่งตัวนำ มีค่าสัมประสิทธิ์ของความต้านทานต่ออุณหภูมิเป็นลบ ใช้ในการชดเชยผลของอุณหภูมิ ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor) ตัวต้านทานปรับค่าตามแสงตกกระทบ ยิ่งมีแสงตกกระทบมากยิ่งมีความต้านทานต่ำ

ลวดตัวนำ ลวดตัวนำทุกชนิด ยกเว้น ซุปเปอร์คอนดักเตอร์ (superconductor) จะมีความต้านทานซึ่งเกิดจากเนื้อวัสดุที่ใช้ทำลวดนั้น โดยจะขึ้นกับ ภาคตัดขวางของลวด และ ค่าความนำไฟฟ้าของเนื้อสาร

การอ่านค่าความต้านทานแก้ไข

ตัวต้านทานแบบแอกเซียล(มีขาออกทางปลายทั้งสองด้าน) ส่วนใหญ่จะระบุค่าความต้านทานด้วยแถบสี ส่วนแบบประกบผิวหน้านั้นจะระบุค่าด้วยตัวเลข

ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสีแก้ไข

ตัวต้านทานแบบมี 4 แถบสีนั้นเป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด โดยจะมีแถบสีระบายเป็นเส้น 4 เส้นรอบตัวต้านทาน โดยค่าตัวเลขของ 2 แถบแรกจะเป็น ค่าสองหลักแรกของความต้านทาน แถบที่ 3 เป็นตัวคูณ และ แถบที่ 4 เป็นค่าขอบเขตความเบี่ยงเบน ซึ่งมีค่าเป็น 5%, 10%, หรือ 20%

ค่าของรหัสสีตามมาตรฐาน EIA EIA-RS-279

สี	แถบ 1	แถบ 2	แถบ 3 (ตัวคูณ)	แถบ 4 (ขอบเขตความเบี่ยงเบน)	สัมประสิทธิ์ของอุณหภูมิ
ดำ	0	0	×10⁰
น้ำตาล	1	1	×10¹	±1% (F)	100 ppm
แดง	2	2	×10²	±2% (G)	50 ppm
ส้ม	3	3	×10³		15 ppm
เหลือง	4	4	×10⁴		25 ppm
เขียว	5	5	×10⁵	±0.5% (D)
น้ำเงิน	6	6	×10⁶	±0.25% (C)
ม่วง	7	7	×10⁷	±0.1% (B)
เทา	8	8	×10⁸	±0.05% (A)
ขาว	9	9	×10⁹
ทอง			×0.1	±5% (J)
เงิน			×0.01	±10% (K)
ไม่มีสี				±20% (M)

หมายเหตุ: สีแดง ถึง ม่วง เป็นสีรุ้ง โดยที่สีแดงเป็นสีพลังงานต่ำ และ สีม่วงเป็นสีพลังงานสูง

ค่าความคลาดเคลื่อนแก้ไข

ตัวต้านทานมาตรฐานที่ผลิต มีค่าตั้งแต่มิลลิโอห์ม จนถึง จิกะโอห์ม ซึ่งในช่วงนี้ จะมีเพียงบางค่าที่เรียกว่า ค่าที่พึงประสงค์ เท่านั้นที่ถูกผลิต และตัวทรานซิสเตอร์ที่เป็นอุปกรณ์แยกในท้องตลาดเหล่านี้นั้น ในทางปฏิบัติแล้วไม่ได้มีค่าตามอุดมคติ ดังนั้นจึงมีการระบุของเขตของการเบี่ยงเบนจากค่าที่ระบุไว้ โดยการใช้แถบสีแถบสุดท้าย:

เงิน 10%

ทอง 5%

แดง 2%

น้ำตาล 1%

นอกจากนี้แล้ว ตัวต้านทานที่มีความแม่นยำมากกว่าปกติ ก็มีขายในท้องตลาด 66 อาคม อุบลวรรณ

ตัวต้านทานแบบมี 5 แถบสีแก้ไข

5 แถบสีนั้นปกติใช้สำหรับตัวต้านทานที่มีความแม่นยำสูง (โดยมีค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%) แถบสี 3 แถบแรกนั้นใช้ระบุค่าความต้านทาน แถบที่ 4 ใช้ระบุค่าตัวคูณ และ แถบที่ 5 ใช้ระบุขอบเขตของความเบี่ยงเบน ส่วนตัวต้านทานแบบ 5 แถบสีที่มีความแม่นยำปกติ มีพบได้ในตัวต้านทานรุ่นเก่า หรือ ตัวต้านทานแบบพิเศษ ซึ่งค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน จะอยู่ในตำแหน่งปกติคือ แถบที่ 4 ส่วนแถบที่ 5 นั้นใช้บอกค่าสัมประสิทธิ์ของอุณหภูมิ

ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า (SMD)แก้ไข

ตัวต้านทานแบบประกบผิวหน้า ระบุค่าความต้านทานด้วยรหัสตัวเลข โดยตัวต้านทาน SMT ความแม่นยำปกติ จะระบุด้วยรหัสเลข 3 หลัก สองตัวแรกบอกค่าสองหลักแรกของความต้านทาน และ หลักที่ 3 คือค่าเลขยกกำลังของ 10 ตัวอย่างเช่น "472" ใช้หมายถึง "47" เป็นค่าสองหลักแรกของค่าความต้านทาน คูณด้วย 10 ยกกำลังสอง $47\times 10^{2}=47\times 100=4700$ โอห์ม ส่วนตัวต้านทาน SMT ความแม่นยำสูง จะใช้รหัสเลข 4 หลัก โดยที่ 3 หลักแรกบอกค่าสามหลักแรกของความต้านทาน และ หลักที่ 4 คือค่าเลขยกกำลังของ 10..

การระบุค่าในเชิงอุตสาหกรรมแก้ไข

ในทางอุตสาหกรรม จะระบุค่าความต้านทานด้วยเลข 3 หลัก สองหลักแรกเป็นตัวเลขค่าความต้านทาน และ หลักที่ 3 ระบุจำนวนเลข 0 ตามหลังเลขค่าความต้านทานสองหลักแรก
สำหรับค่าความต้านทานที่น้อยกว่า 10 $\Omega$ ตัวอักษร (G) ซึ่งใช้แทนในตำแหน่งตัวเลขหลักที่ 3 ใช้หมายถึงคูณค่าสองหลักแรกด้วย 0.1

ตัวอย่าง: 27G หมายถึงค่าความต้านทาน 2.7 $\Omega$

ตัวเลขหลักที่ 4 ที่ตามหลังเลขระบุค่าความต้านทาน คือ ค่าเปอร์เซนต์ขอบเขตของความเบี่ยงเบน
ตัวเลขแทนค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน $\pm$ 5%, $\pm$ 10% and $\pm$ 20% คือ 5, 1 และ 2 ตามลำดับ
ค่าอัตรากำลังระบุเป็นตัวอักษร 2 ตัว นำหน้าตัวเลขรหัสระบุค่าความต้านทาน คือ BB, CB, EB, GB, HB, GM และ HM สำหรับ ${\frac {1}{8}},{\frac {1}{4}},{\frac {1}{2}}$ , 1, 2, 3 และ 4 วัตต์ ตามลำดับ

$\spadesuit$ สิ่งที่แตกต่างระหว่าง อุปกรณ์ระดับคุณภาพ เชิงพาณิชย์ และ เชิงอุตสาหกรรม คือ ช่วงอุณหภูมิของการใช้งาน

อุปกรณ์ในเชิงพาณิชย์ :

0^{\circ }

C to

70^{\circ }

C

อุปกรณ์ในเชิงอุตสาหกรรม :

-25^{\circ }

C to

+85^{\circ }

C

เสียงรบกวนจากไฟฟ้าและความร้อนแก้ไข

ในการขยายสัญญาณที่อ่อนแรง มันมักจะเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อลดเสียงรบกวน(อังกฤษ: noise)อิเล็กทรอนิกส์ให้น้อยที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะแรกของการขยาย ในฐานะที่เป็นชิ้นส่วนกระจายความร้อน แม้แต่ตัวต้านทานในอุดมคติจะสร้างโดยธรรมชาติแรงดันที่กระเพื่อมอย่างไม่มีทิศทางแน่นอนหรือ"เสียงรบกวน"ตลอดขั้วไฟฟ้าทั้งสองของมัน "เสียงรบกวน จอห์นสัน-Nyquist"นี้เป็นแหล่งผลิตเสียงรบกวนพื้นฐาน ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความต้านทานของตัวต้านทาน และถูกทำนายตามทฤษฎีความผันผวน-กระจาย การใช้ตัวต้านทานขนาดใหญ่ก็จะผลิตเสียงรบกวนแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ด้วย ในขณะที่ถ้าใช้ตัวต้านทานขนาดเล็กกว่าก็จะมีสัญญาณรบกวนกระแสมากขึ้น(สมมติว่าอุณหภูมิเท่ากัน) เสียงรบกวนจากอุณหภูมิของตัวต้านทานในทางปฏิบัติยังอาจจะค่อนข้างมีขนาดใหญ่กว่าการคาดการณ์ในทางทฤษฎีและการเพิ่มขึ้นนั้นมักจะขึ้นอยู่กับความถี่

ถึงอย่างไรก็ตาม "เสียงรบกวนส่วนเกิน" ของตัวต้านทานในทางปฏิบัติเป็นแหล่งผลิตเพิ่มเติมของเสียงรบกวนที่ถูกสังเกตได้เฉพาะเมื่อมีประจุไหลผ่านเท่านั้น สิ่งนี้จะถูกระบุไว้ในหน่วยของ μV/V/ทศวรรษ หรือ μV ของเสียงรบกวนต่อโวลต์ที่ตกคร่อมตัวต้านทานต่อทศวรรษของความถี่ ค่า μV/V/ทศวรรษมักจะถูกระบุในรูปของ dB เพื่อให้ตัวต้านทานที่มีค่าดัชนีเสียงรบกวนที่ 0 dB จะเท่ากับ 1 μV (rms) ของเสียงรบกวนส่วนต่อโวลต์ต่อทศวรรษความถี่ ดังนั้นเสียงรบกวนส่วนเกินจึงเป็นตัวอย่างของ Flicker noise หรือ 1/f noise ต้งต้านทานฟิล์มหนาและแบบองค์ประกอบคาร์บอนจะสร้างเสียงรบกวนส่วนเกินมากกว่าตัวต้านทานชนิดอื่นๆที่ความถี่ต่ำ ตัวต้านทานลวดพันและชนิดฟิล์มบาง ถึงแม้ว่าจะมีราคาแพงกว่ามาก มักจะถูกนำมาใช้เพราะมีคุณลักษณะของเสียงรบกวนที่ดีกว่า ตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนสามารถทำงานที่ดัชนีเสียงรบกวนที่ 0 dB ในขณะที่ตัวต้านทานกลุ่มฟอยล์โลหะอาจจะมีดัชนีเสียงรบกวนเพียง -40 dB มักจะ ทำให้เสียงรบกวนส่วนเกินจากตัวต้านทานฟอยล์โลหะไม่มีนัยสำคัญ^[23] ตัวต้านทานแบบฟิล์มบางติดบนพื้นผิวมักจะมีเสียงรบกวนต่ และมีความมั่นคงทางอุณหภูมิได้ดีกว่าตัวต้านทานแบบฟิล์มหนา เสียงรบกวนส่วนเกินยังขึ้นอยู่กับขนาดอีกด้วย : เสียงรบกวนส่วนเกินโดยทั่วไปจะลดลงเมื่อขนาดทางกายภาพของตัวต้านทานเพิ่มขึ้น (หรือตัวต้านทานหลาย ๆตัวถูกต่อกันแบบขนาน) เพราะความต้านทานที่ผันผวนอย่างอิสระของชิ้นส่วนขนาดเล็กกว่าจะมีแนวโน้มที่จะเฉลี่ยกันออกไป

ในขณะที่ไม่เป็นตัวอย่างของ "เสียงรบกวน" ตัวต้านทานอาจทำหน้าที่เป็น thermocouple ที่ผลิตแรงดัน DC ขนาดเล็กที่แตกต่างกันระหว่างสองขั้วไฟฟ้าอันเนื่องจากการ thermoelectric effect ที่เกิดขึ้นถ้าปลายทั้งสองขั้วของมันมีอุณหภูมิแตกต่างกัน แรงดัน DC ที่ถูกเหนี่ยวนำขึ้นนี้สามารถลดความแม่นยำของตัวขยายสัญญาณโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องดนตรีได้ แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวจะปรากฏในรอยต่อระหว่างขาของตัวต้านทานกับแผงวงจร และขาของตัวต้านทานกับตัวต้านทานเอง ตัวต้านทานฟิล์มโลหะทั่วไปแสดงให้เห็นผลกระทบดังกล่าวที่ขนาดประมาณ 20 μV/°C. บางตัวต้านทานองค์ประกอบคาร์บอนสามารถแสดง thermoelectric offsets สูงถึง 400 μV/°C ในขณะที่ตัวต้านทานที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษสามารถลดจำนวนนี้ลงไปที่ 0.05 μV/°C. ใน การใช้งานที่ thermoelectric effect อาจจะกลายเป็นสิ่งสำคัญ จะต้องมีการดูแล(ตัวอย่าง) ให้ติดตัวต้านทานในแนวนอนเพื่อหลีกเลี่ยงการไล่ระดับอุณหภูมิและระมัดระวังการไหลของอากาศร้อนไปที่บอร์ด^[24]

โหมดความล้มเหลวแก้ไข

อัตราความล้มเหลวของตัวต้านทานในวงจรที่ได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องจะต่ำ เมื่อเทียบกับ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เช่น เซมิคอนดักเตอร์และตัวเก็บประจุแบบอิเล็กทรอไลติก ความเสียหายที่เกิดกับตัวต้านทานส่วนใหญ่มักจะเกิดขึ้นเนื่องจาก overheat เมื่อพลังงานเฉลี่ยที่ส่งมอบให้กับมัน (ตามที่ได้คำนวณไว้ด้านบน) มากเกินกว่าความสามารถในการกระจายความร้อน(ที่ระบุโดยอัตรากำลังงานของตัวต้านทาน) สิ่งนี้อาจเกิดจากความผิดพลาดภายนอกวงจรแต่ที่เกิดบ่อย คือจากความล้มเหลวขององค์ประกอบ อื่น (เช่นทรานซิสเตอร์ที่ช๊อต) ในวงจรที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทาน การใช้งานตัวต้านทานที่ใกล้กับอัตรากำลังงานมากเกินไปสามารถจำกัดอายุการใช้งาน ของตัวต้านทาน หรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในค่าความต้านทานตลอดช่วงเวลาที่อาจจะหรือ อาจจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ชัด การออกแบบความปลอดภัยโดยทั่วไปจะใช้ตัวต้านทานที่มีอัตรากำลังงานที่สูงกว่าปกติเพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายนี้

ตัวต้านทานชนิดฟิล์มบางพลังงานต่ำสามารถได้รับความเสียหายจากความเครียดแรงดันสูงระยะยาว แม้ว่าจะต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่กำหนดไว้และต่ำกว่าอัตรากำลังงานสูงสุด สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นบ่อยสำหรับตัวต้านทานที่ใช้สตาร์ทเพื่อป้อนกำลังให้กับวงจรรวม SMPS.

เมื่อ overheat ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนอาจลดหรือเพิ่มความต้านทาน^[25] ตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนและองค์ประกอบคาร์บอนสามารถล้มเหลว (วงจรเปิด) ถ้าทำงานใกล้กับการกระจายความร้อนสูงสุดของมัน สิ่งนี้ยังเป็นไปได้แต่โอกาสน้อยสำหรับตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะและแบบลวดพัน

นอกจากนี้ ตัวต้านทานยังสามารถล้มเหลวได้เนื่องจากความเครียดทางกลและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ได้แก่ความชื้น ถ้าไม่ได้ปิดให้มิดชิด ตัวต้านทานลวดพันสามารถเป็นสนิมได้

ตัวต้านทานแบบติดบนพื้นผิวได้รู้กันว่าล้มเหลวเนื่องจากการซึมเข้าของกำมะถันเข้าไปในส่วนประกอบภายในของตัวต้านทาน กำมะถันนี้ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับชั้นเงินเพื่อผลิตเงินซัลไฟด์ที่ไม่นำไฟฟ้า อิมพีแดนซ์ของตัวต้านทานสูงถึงอินฟินิตี้ ความต้านทานกำมะถันและตัวต้านทานที่ป้องกันการกัดกร่อนมีจำหน่ายในการใช้งานยานยนต์, อุตสาหกรรมและการทหาร. ASTM B809 เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ทดสอบความไวต่อกำมะถันของชิ้นส่วนใดๆ

ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้จะ degrade ในลักษณะที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการสัมผ้สที่ไม่ดีระหว่างตัวกรีดและลำตัวของตัวต้านทาน สิ่งนี้อาจจะเกิดจากสิ่งสกปรกหรือการกัดกร่อนและเป็นที่รับรู้โดยทั่วไปว่าเป็น"เสียงแตก" เมื่อความต้านทานของหน้าสัมผ้สเกิดความผันผวน; สิ่งนี้จะสังเกตเห็นได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวต้านทานถูกปรับค่า นี้จะคล้ายกับเสียงแตกที่เกิดจากการสัมผ้สที่ไม่ดีของสวิทช์ปิด/เปิด และก็เหมือนสวิทช์ โปเทนฉิโอมิเตอร์จะมีขอบเขตความสามารถที่จะทำความสะอาดด้วยตนเองได้ : การหมุนตัวกรีดไปทั่วๆตัวต้านทานอาจช่วยให้หน้าสัมผัสติดต่อได้ดีขึ้น Potentiometers ซึ่งไม่ค่อยถูกปรับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่สกปรกหรือรุนแรง ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหานี้ เมื่อการทำความสะอาดตัวเองของหน้าสัมผ้สมีไม่เพียงพอ การปรับปรุงมักจะสามารถทำได้โดยการใช้สเปรย์ contact cleaner (หรือเรียกว่า"tuner cleaner") เสียงแตกที่เกี่ยวข้องกับการหมุนแกนของโปเทนฉิโอมิเตอร์ที่สกปรกในวงจรเสียง (เช่น volume control) จะถูกเน้นอย่างมากเมื่อเจอเข้ากับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ไม่พึงประสงค์ มักจะแสดงให้เห็นความล้มเหลวของตัวเก็บประจุที่ใช้บล็อกไฟตรงในวงจร

ดูเพิ่มแก้ไข

Circuit design
Dummy load
Electrical impedance
Iron-hydrogen resistor
Shot noise
Trimmer (electronics)

อ้างอิงแก้ไข

↑ http://dict.longdo.com/search/resistor%20
↑ ตระกลหนึ่งของตัวต้านทานอาจมีลักษณะสมบัติตามความต้านทานวิกฤตของมัน การป้อนแรงดันคงที่คร่อมตัวต้านทานในตระกูลนั้น ความต้านทานวิกฤตจะเกินอัตรากำลังสูงสุดของมันก่อน ความต้านทานที่มากกว่าความต้านทานวิกฤตจะเสียหายตั้งแต่แรกจากการการที่มีค่าแรงดันเกินอัตราแรงดันสูงสุด ดู Middleton, Wendy; Van Valkenburg, Mac E. (2002). Reference data for engineers: radio, electronics, computer, and communications (9 ed.). Newnes. pp. 5–10. ISBN 0-7506-7291-9.
↑ Farago, PS, An Introduction to Linear Network Analysis, pp. 18–21, The English Universities Press Ltd, 1961.
↑ Wu, F Y (2004). "Theory of resistor networks: The two-point resistance". Journal of Physics A: Mathematical and General. 37 (26): 6653. doi:10.1088/0305-4470/37/26/004.
↑ Fa Yueh Wu; Chen Ning Yang (15 March 2009). Exactly Solved Models: A Journey in Statistical Mechanics : Selected Papers with Commentaries (1963–2008). World Scientific. pp. 489–. ISBN 978-981-281-388-6. สืบค้นเมื่อ 14 May 2012.
↑ James H. Harter, Paul Y. Lin, Essentials of electric circuits, pp. 96–97, Reston Publishing Company, 1982 ISBN 0-8359-1767-3.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008
↑ C. G. Morris (ed) Academic Press Dictionary of Science and Technology, Gulf Professional Publishing, 1992 ISBN 0-12-200400-0, page 360
↑ Principles of automotive vehicles United States. Dept. of the Army, 1985 page 13-13
↑ "Carbon Film Resistor". The Resistorguide. Retrieved 10 March 2013.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ "Thick Film and Thin Film". Digi-Key (SEI). Retrieved 23 July 2011.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ Kenneth A. Kuhn. "Measuring the Temperature Coefficient of a Resistor". Retrieved 2010-03-18.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.
↑ "Alpha Electronics Corp.【Metal Foil Resistors】". Alpha-elec.co.jp. Retrieved 2008-09-22.
↑ Milwaukee Resistor Corporation. Grid Resistors: High Power/High Current. Milwaukeeresistor.com. Retrieved on 2012-05-14.
↑ Avtron Loadbank. Grid Resistors. Avtron.com. Retrieved on 2012-05-14.
↑ "Decade Box – Resistance Decade Boxes". Ietlabs.com. Retrieved 2008-09-22.
↑ Audio Noise Reduction Through the Use of Bulk Metal Foil Resistors – "Hear the Difference" (PDF). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2013-01-19. สืบค้นเมื่อ 2014-03-20., Application note AN0003, Vishay Intertechnology Inc, 12 July 2005.
↑ Walt Jung. "Chapter 7 – Hardware and Housekeeping Techniques" (PDF). Op Amp Applications Handbook. p. 7.11. ISBN 0-7506-7844-5. {{cite book}}: ไม่รู้จักพารามิเตอร์ |chapterurl= ถูกละเว้น แนะนำ (|chapter-url=) (help)
↑ "Electronic components – resistors". Inspector's Technical Guide. US Food and Drug Administration. 1978-01-16. Archived from the original on 2008-04-03. Retrieved 2008-06-11.

แหล่งข้อมูลอื่นแก้ไข

Resistor ตัวต้านทาน เก็บถาวร 2009-04-10 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน

[1] ttp://dict.longdo.com/search/resistor%20

[2] ตระกลหนึ่งของตัวต้านทานอาจมีลักษณะสมบัติตามความต้านทานวิกฤตของมัน การป้อนแรงดันคงที่คร่อมตัวต้านทานในตระกูลนั้น ความต้านทานวิกฤตจะเกินอัตรากำลังสูงสุดของมันก่อน ความต้านทานที่มากกว่าความต้านทานวิกฤตจะเสียหายตั้งแต่แรกจากการการที่มีค่าแรงดันเกินอัตราแรงดันสูงสุด ดู Middleton, Wendy; Van Valkenburg, Mac E. (2002). Reference data for engineers: radio, electronics, computer, and communications (9 ed.). Newnes. pp. 5–10. ISBN 0-7506-7291-9.

[3] Farago, PS, An Introduction to Linear Network Analysis, pp. 18–21, The English Universities Press Ltd, 1961.

[4] Wu, F Y (2004). "Theory of resistor networks: The two-point resistance". Journal of Physics A: Mathematical and General. 37 (26): 6653. doi:10.1088/0305-4470/37/26/004.

[5] Fa Yueh Wu; Chen Ning Yang (15 March 2009). Exactly Solved Models: A Journey in Statistical Mechanics : Selected Papers with Commentaries (1963–2008). World Scientific. pp. 489–. ISBN 978-981-281-388-6. สืบค้นเมื่อ 14 May 2012.

[6] James H. Harter, Paul Y. Lin, Essentials of electric circuits, pp. 96–97, Reston Publishing Company, 1982 ISBN 0-8359-1767-3.

[Vishay08-7] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[8] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008

[9] C. G. Morris (ed) Academic Press Dictionary of Science and Technology, Gulf Professional Publishing, 1992 ISBN 0-12-200400-0, page 360

[10] Principles of automotive vehicles United States. Dept. of the Army, 1985 page 13-13

[11] "Carbon Film Resistor". The Resistorguide. Retrieved 10 March 2013.

[12] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[13] "Thick Film and Thin Film". Digi-Key (SEI). Retrieved 23 July 2011.

[14] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[15] Kenneth A. Kuhn. "Measuring the Temperature Coefficient of a Resistor". Retrieved 2010-03-18.

[16] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[17] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[18] Vishay Beyschlag Basics of Linear Fixed Resistors Application Note, Document Number 28771, 2008.

[19] "Alpha Electronics Corp.【Metal Foil Resistors】". Alpha-elec.co.jp. Retrieved 2008-09-22.

[20] Milwaukee Resistor Corporation. Grid Resistors: High Power/High Current. Milwaukeeresistor.com. Retrieved on 2012-05-14.

[21] Avtron Loadbank. Grid Resistors. Avtron.com. Retrieved on 2012-05-14.

[22] "Decade Box – Resistance Decade Boxes". Ietlabs.com. Retrieved 2008-09-22.

[23] Audio Noise Reduction Through the Use of Bulk Metal Foil Resistors – "Hear the Difference" (PDF). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2013-01-19. สืบค้นเมื่อ 2014-03-20., Application note AN0003, Vishay Intertechnology Inc, 12 July 2005.

[24] Walt Jung. "Chapter 7 – Hardware and Housekeeping Techniques" (PDF). Op Amp Applications Handbook. p. 7.11. ISBN 0-7506-7844-5. {{cite book}}: ไม่รู้จักพารามิเตอร์ |chapterurl= ถูกละเว้น แนะนำ (|chapter-url=) (help)

[25] "Electronic components – resistors". Inspector's Technical Guide. US Food and Drug Administration. 1978-01-16. Archived from the original on 2008-04-03. Retrieved 2008-06-11.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]