مقاومت کربنی (Carbon Composition Resistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مقاومت ها (Resistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مقاومت کربنی (Carbon Composition Resistor) :
این نوع مقاومت از مخلوط پودر کربن (به عنوان ماده رسانا) و یک ماده عایق (مانند سرامیک یا رزین) ساخته می شود. این مواد با یکدیگر ترکیب و تحت فشار و حرارت به شکل استوانه در می آیند. دو سر آن فلزی است و با یک پوشش عایق پوشانده می شود.
ویژگی اصلی: مقاومت های کربنی جزو قدیمی ترین و رایج ترین نوع مقاومت ها هستند. آنها توانایی تحمل پالس های لحظه ای بالا را دارند و در برابر اضافه بار کوتاه مدت مقاوم اند. اما دقت آنها زیاد نیست (معمولا با تلورانس ۵% تا ۲۰%) و نویز حرارتی نسبتا بالایی تولید می کنند.
ساختار داخلی: ماده مقاومتی (کربن و بایندر) به صورت یکپارچه (Bulk) است، نه به صورت لایه. به همین دلیل به آنها "توده ای" هم گفته می شود (با نوع شماره ۱۰ تفاوت دارد). این ساختار یکپارچه باعث می شود که در برابر قوس های الکتریکی و پالس ها مقاومت خوبی داشته باشند.
از نظر فرمول فیزیکی، مقاومت یک قطعه یکپارچه به صورت زیر محاسبه می شود که در این نوع مقاومت ها مصداق دارد:
\[ R = \rho \frac{L}{A} \]که در آن
\[ \rho \]مقاومت ویژه ماده (کربن کامپوزیت)،
\[ L \]طول و
\[ A \]سطح مقطع است. از آنجا که ماده همگن نیست، این رابطه تقریبی است.
مزایا: هزینه پایین، تولید آسان، قابلیت اطمینان مناسب برای مدارهای عمومی. معایب: ضریب دمایی بالا (TCR حدود ۱۰۰۰ ppm/°C)، نویز زیاد، پایداری ضعیف در برابر رطوبت و دما. به همین دلیل امروزه کمتر در مدارهای دقیق استفاده می شوند.
کاربردها: در مدارهای قدیمی، منابع تغذیه ساده، مدارهای محدودکننده جریان، و جاهایی که دقت اهم نیست. همچنین در کاربردهای پالسی مانند مدارهای حفاظتی از آنها استفاده می شود زیرا می توانند انرژی لحظه ای زیادی جذب کنند.
مقاومت های کربنی معمولا در توان های ۱/۸ وات تا ۲ وات ساخته می شوند. محدوده مقاومت از ۱ اهم تا حدود ۲۲ مگااهم متغیر است. امروزه استفاده از آنها کاهش یافته و مقاومت های فیلم کربن یا فلزی جایگزین شده اند.
کد رنگی: اغلب دارای نوارهای رنگی ۴ یا ۵ نواره هستند. برای مثال یک مقاومت ۱۰۰ اهم با تلورانس ۵% به صورت قهوه ای-سیاه-قهوه ای-طلایی نشان داده می شود.
نکته مهم: این مقاومت ها به دلیل ساختار توده ای، خاصیت القایی کمی دارند (چند نانو هانری) و برای فرکانس های پایین تا چند مگاهرتز مناسب هستند. در فرکانس های بالاتر، خازن های پارازیتی ایجاد مشکل می کنند.
در کل، مقاومت کربنی یک انتخاب ارزان برای مدارهای عمومی است اما برای دقت و پایداری طولانی مدت توصیه نمی شود.
