ตัวต้านทานไฟฟ้า

ตัวต้านทานไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้าในตัวต้านทานเกิดขึ้นเมื่อมีกระแสไหลผ่านตัวต้านทาน โดยกำลังไฟฟ้านี้จะมีหน่วยเป็น วัตต์ (Watt) ซึ่งตัวต้านทาน ที่มีใช้กันก็มีขนาดตั้งแต่ 1/8 วัตต์ ไปจนถึงหลายร้อยวัตต์ ถ้าเราใช้ตัวต้านทานที่มีกำลังไฟฟ้าต่ำกว่ากำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงในวงจร ก็อาจจะทำให้ตัวต้านทานร้อนจนอาจะไหม้ได้ แต่ในวงจรบางแบบก็ต้องการให้ความร้อนนี้เกิดขึ้นมา เช่น ในอุปกรณ์ทำความ ร้อนฮีทเตอร์ (heater) ตัวกำเนิดความร้อนก็คือ ตัวต้านทานที่กำลังสูง ซึ่งทำมาจากลวดนิโครม กำลังไฟฟ้านี้จะเกิดจาก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวด แต่ในวงจรวิทยุความร้อนที่เกิดจากตัวต้านทานนั้นไม่ดี เพราะฉะนั้น วงจรก็ต้องมีการเลือกตัวต้านทานให้มีอัตราทนกำลังไฟฟ้าให้เหมาะสมกับวงจร ในรูปที่ 3 เป็นรูปของตัวต้านทานขนาดต่างๆ ที่สามารถพบได้ทั่วไป

ทีรูป แสดงตัวต้านทานขนาดต่างๆ โดยตัวบนสุดจะเป็นไวร์วาวด์ ่มีขนาดใหญ่สุดไปจนถึง 1/8 วัตต์ที่ตัวล่างสุด
เราจะรู้ค่าความต้านทานได้อย่างไร ตัวต้านทานโดยทั่วไปจะมีการบอกค่าความต้านทานไว้เป็นแถบสี ซึ่งจะมีวิธีอ่านแถบสีดังในรูปที่ 4 และในรูปที่ 5 เป็นตัวอย่าง ของค่าความต้านทานที่เราสามารถอ่านค่าได้ เป็นค่าตัวต้านทานมาตราฐานที่มีขายอยู่ทั่วไป
รูป การแสดงการอ่านค่าสีของตัวต้านทานแบบค่าคงที่โดยอ่านเรียงสีจากซ้ายไปขวา รูป เป็นตัวอย่างการอ่านค่าความต้านทานโดยอ่านจากซ้ายไปขวา
ตัวต้านทาน (Resistor) ตัวต้านทาน (Resistor) มีมากมายแตกต่างกันทั้งขนาดและรูปร่าง แต่ก็ทำหน้าที่อย่างเดียวกันคือ จำกัดกระแส (Limit curent) ซึ่งแบ่งออกเป็นพวกใหญ่ ๆ ได้ดังนี้ ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistor) ตัวต้านทานที่พบเห็นได้ง่ายในวงจรมักจะเป็นตัวต้านทานชนิดค่าคงที่ ตัวอย่างของตัวต้านทานแบบนี้แสดงให้เห็นดังรูป

รูปตัวอย่างตัวต้านทานชนิดค่าคงที่แบบต่างๆ

ตัวต้านทานที่มีค่าคงที่เหล่านี้บางชนิดทำมาจากคาร์บอนเคลือบด้วยพลาสติกหรือเซรามิค แข็งสีดำหรือสีน้ำตาล ตัวต้านทานบางแบบทำด้วยสารจำพวกโลหะออกไซด์ ตัวต้านทานชนิดนี้โดยทั่วไปจะมีค่าผิดพลาดน้อย (Tolerance) หรือมีค่าความถูกต้องเชื่อถือได้ตามที่บอกค่าไว้ที่ตีเป็นได้สูง ตัวต้านทานคงที่ชนิดลวดพัน (wire wound) ตัวต้านทานชนิดนี้ทำมาจากลวดความต้านทานพันรอบแกนฉนวน ซึ่งทำด้วยสารจำพวกเซรามิค ตัวต้านทานชนิดนี้มีลักษณะสมบัติพิเศษคือสามารถทนต่อการไหลของกระแสผ่านตัวมันได้สูงกว่าตัวต้านทานแบบอื่น สัญญลักษณ์ของตัวต้านทานชนิดค่าคงที่

รูปสัญญลักษณ์ของตัวต้านทานชนิดค่าคงที่
ตัวต้านทานชนิดเลือกค่าได้ (Topped Resistor) ตัวต้านทานบางชนิดอาจมีการเลือกค่าใดค่าหนึ่งได้ โดยปกติตัวต้านทานชนิดนี้จะมีหลายขั้วแยกออกมาเป็นปุ่มหรือขั้ว การเลือกค่าตัวต้านทานทำโดยวิธีแยกสายหรือโผล่สายออกมาภายนอกที่เรียกว่า แท๊ป (Tap) การแท๊ปสายอาจทำได้มากกว่าหนึ่งที่ดังรูป
รูปสัญญลักษณ์ของตัวต้านทานชนิดเลือกค่าได้
ตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ (Variable Resistor) บางครั้งเราจำเป็นต้องเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่น ใช้ปรับความดังวิทยุ-โทรทัศน์ ปรับเสียงทุ้ม เสียงแหลมในวงจรไฮไฟ ปรับความสว่างของหลอดไฟ ปรับแต่งเครื่องวัด ตัวต้านทานชนิดนี้จะมีหน้าคอนแทคสำหรับใช้การหมุนเลื่อนหน้าคอนแทคในการปรับค่าตัวต้านทาน เพื่อเป็นการสะดวกต่อการปรับค่าความต้านทาน จึงมักมีแกนยื่นออกมาหรือมีส่วนที่จะทำให้หมุนปรับค่าได้ ที่ปลายแกนยื่นสามารถประกอบติดกับลูกบิดเพื่อให้หมุนได้ง่ายยิ่งขึ้น นอกจากนี้ในบางระบบอาจทำเป็นรูปเกือกม้า โดยไม่ต้องมีแกนหมุนยื่นออกมาแต่ปรับค่าได้โดยใช้ไขควงหรือวัสดุดื่นสอดเข้าในช่องแล้วหมุนหน้าคอนแทค คอนแทคจะเลื่อนไปทำให้ค่าความตีเนทานเปลี่ยน
รูปตัวต้านทานชนิดปรับทำได้
ภาษาช่างที่ใช้เรียกตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ว่า โวลุ่ม (Volume)สัญญลักษณ์ของตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้

ตัวต้านทานไวความร้อน (THERMISTOR) ตัวต้านทานแบบนี้มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ส่วนมากอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความต้านทานจะลดลง


สัญญลักษณ์ของเทอร์มิสเตอร์

ตัวต้านทานไวแสง (light dicrearing resistor) ใช้อักษรย่อ LDR ตัวต้านทานชนิดนี้จะเปลี่ยนค่าความต้านทานเมื่อความเข้มของแสงตกกระทบเปลี่ยนแปลง โดยปกติเมื่อความเข้มของแสงมีค่ามากกว่าความต้านทานจะมีค่าลดลง
สัญญลักษณ์ของตัวต้านทานไวแสง

รหัสสี หน่วยที่ใช้วัดค่าความต้านทานเรียกว่าโอห์มจากนิยามความต้านทานหนึ่งโอห์มหมายความว่า เมื่อป้อนแรงดันคร่อมตัวต้านทานหนึ่งโวลท์แล้วมีค่ากระแสไหลผ่านหนึ่งแอมแปร์ตัวต้านทานนั้นจะมีค่าหนึ่งโอห์ม
โครงสร้างและขนาดของตัวต้านทานที่ทนกำลังงานได้ต่างกัน
เครื่องมือที่ใช้วัดหาค่าความต้านทานเรียกว่า โอห์มมิเตอร์(ohmmiter) แต่เมื่อใช้ตัวต้านทานในวงจรอิเลคทรอนิคส์ ในการที่จะวัดตัวต้านทานที่อยู่ในวงจรทำได้ยาก เพราะไม่สะดวกต่อการวัด ดังนั้นผู้ผลิตจึงกำหนดสัญญลักษณ์สีแทนค่าความต้านทาน ค่าตัวต้านทานกำหนดด้วยแถบสีสามสีที่พิมพ์ติดอยู่บนตัวต้านทานและการกำหนดค่าความผิดพลาด(tolerance) โดยปกติมีค่าเช่นน้อยกว่า 5% หรือน้อยกว่า 10% จะใช้แถบสีแถบที่สี่เป็นตัวบอก
แสดงแถบสีของตัวต้านทาน
แถบสีสองสีแรกคือแถบสีแถบ A และแถบ B เป็นตัวเลขที่บอกค่าความต้านทานของตัวต้านทานที่เป็นตัวเลขนัยสำคัญ (Significuntdigit) ส่วนในแถบ C เป็นตัวที่จะบอกให้ทราบว่า มีจำนวน 0 ต่อท้ายอยู่จำนวนเท่าใด หรือกล่าวได้ว่าเป็นตัวคูณ (multiplier) ด้วยสิยก กำลังค่าของแถบสีแถบ C ส่วนในแถบสีแถบ D นั้น จะเป็นสีทองหรือแถบสีเงิน แถบสีทองมีความหมายเป็นค่าผิดพลาดได้ไม่เกิน 5% ส่วนแถบสีเงินจะบอกความหมายเป็นค่าความผิดพลาด 10% ถ้าในแถบสี D มิได้พิมพ์สีใดไว้ ให้ถือว่ามีค่าความผิดพลาดได้ไม่เกิน 20% ค่าความผิดพลาดจะเป็นช่วงที่บอกว่าค่าความต้านทานจะผิดพลาดไปจากค่าที่อ่านจากแถบสีมากน้อยเพียงใดสีแต่ละสีที่ใช้เป็นสัญญลักษณ์ ที่แทนค่าตัวเลขใดตัวเลขหนึ่งมีค่า 0 ถึง 9 ดังตาราง
แถบสี
ตัวเลขเทียบเท่า
ตัวคูณ
ความคลาดเคลื่อน
ดำ
0
1
-
น้ำตาล
1
10
-
แดง
2
100
-
ส้ม
3
1,000
-
เหลือง
4
10,000
-
เขียว
5
100,000
-
น้ำเงิน
6
1,000,000
-
ม่วง
7
10,000,000
-
เทา
8
100,000,000
-
ขาว
9
1,000,000,000
-
ทอง
-
0.1
-
เงิน
-
0.01
-
ไม่มีสี
-
0.01
-
ตัวอย่างที่ 1 จงอ่านค่าความต้านทานของตัวต้านทานในรูป
แถบสี
A
B
C
D
สี
น้ำเงิน
แดง
ส้ม
ไม่มีสี
ตัวเลข
6
2
3
ค่าผิดพลาด 20%
แถบสี A และ B เป็นเลขนัยสำคัญ 62 แถบสี C สีส้มมีความหมายเป็นตัวคูณด้วย kΩนั่นคือความต้านทานจะมีค่าเป็น 62,000 โอห์ม ±20% หรือ 62 kΩ ± 20%
ตัวอย่าง 2. จงอ่านแถบสีของตัวต้านทานในรูป


แถบสี
A
B
C
D
สี
ม่วง
เขียว
แดง
ทอง
ตัวเลข
7
5
2
ค่าผิดพลาด 5%

แถบสี A และ B เป็นเลขนัยสำคัญ 75 แถบสี C สีแดงมีความหมายเป็นตัวคูณด้วยแถบสี D เป็นค่าผิดพลาด 5% นั่นคือความต้านทานจะมีค่าเป็น 7500 โอห์ม ± 5% หรือ 7.5 kΩค่าผิดพลาดไม่มากกว่า 5%