ตัวต้านทาน e book

ใบความรู้ ตวั ต้านทาน โดย อาจารยส์ นั ติ ศรีตระกูล แผนกวชิ าชา่ งไฟฟ้ากาลัง วิทยาลัยเทคนิคกาญจนาภเิ ษก อดุ รธานี

ความหมายและชนิดของตัวต้านทาน ตวั ตา้ นทาน คือ อุปกรณ์ท่ีนกั วทิ ยาศาสตร์คดิ คน้ ข้นึ มาเพอ่ื ต่อร่วมกบั วงจรเพอื่ บงั คบั ให้ กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรมากนอ้ ยตามท่ผี อู้ อกแบบวงจรตอ้ งการ ตวั ตา้ นทานมีหน่วยเป็ น โอห์ม (Ohm) ซ่ึงเป็นนามของ George Simon Ohm สามารถแบง่ ออกเป็ น 2 ชนิด 1. ตวั ต้านทานชนิดค่าคงที่ (Fixed Value Resistor) มีสญั ลกั ษณ์ คือ เป็นตวั ตา้ นทานคา่ คงที่ จะเป็นตวั ตา้ นทานทีม่ ีค่าแน่นอนตายตวั และเป็ นที่นิยมมากในงาน อิเลก็ ทรอนิกส์ เช่น 1.1 ตวั ตา้ นทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition Resistor) เป็นตวั ตา้ นทาน ทน่ี ิยมใชก้ นั อยา่ งแพร่หลายและมีราคาถูก โครงสร้างภายในทาจากวสั ดุผสมกนั ระหวา่ งผงคาร์บอน และผงของชนวนซ่ึงการเปลี่ยนแปลงอตั ราส่วนผสมของวสั ดุท้งั สองชนิดน้ีจะใหค้ ่าของ ความตา้ นทานที่เปล่ียนแปลงไป 1.2 ตวั ตา้ นทานชนิดฟิลม์ คาร์บอน (Carbon Film Resistor) เป็นตวั ตา้ นทานที่ ถูกสร้างโดยการเคลือบแผน่ ฟิลม์ คาร์บอนทมี่ ีคุณสมบตั ขิ องคา่ ความตา้ นทานลงบนแกนเซรามิค ซ่ึงทาหนา้ ท่ีเป็นฉนวนหลงั จากน้นั ตดั แต่งฟิลม์ คาร์บอนทไี่ ดใ้ หเ้ ป็ นรูปวงแหวนรอบแกนเซรามิค โดยมีอตั ราส่วนผสมระหวา่ งเน้ือคาร์บอนกบั ปริมาณฉนวนตามที่ตอ้ งการ ตวั ตา้ นทานชนิดน้ีจะมี ค่าความคลาดเคล่ือนต่า และสามารถทนตอ่ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภมู ิสูงได้ โดยไม่ทาใหค้ า่ ความตา้ นทานเปล่ียนแปลง นอกจากน้นั สญั ญาณทเ่ี กิดจากการใชต้ วั ตา้ นทานชนิดน้ีมีคา่ นอ้ ยกวา่ ชนิดคาร์บอนผสม 1.3 ตวั ตา้ นทานชนิดฟิลม์ โลหะ (Metal Film Rrsistor) มีรูปร่างลกั ษณะการสรา้ ง ทาไดโ้ ดยการพน่ ฟิ ลม์ โลหะใหเ้ ป็ นแผน่ บางๆ ลงบนเซรามิครูปทรงกระบอก จากน้นั จงึ ตดั แผน่ ฟิ ลม์ น้ีโดยใหม้ ีส่วนทเ่ี ป็นฟิลม์ คน่ั อยกู่ บั ฉนวนซ่ึงเป็นเซรามิค ตวั ตา้ นทานชนิดน้ีท่ีค่า ความคลาดเคล่ือนนอ้ ยมาก และยงั ทนตอ่ การเปล่ียนแปลงอุณหภมู ิภายนอกไดด้ ี และยงั เกิด สญั ญาณรบกวนนอ้ ยเม่ือเทยี บกบั ตวั ตา้ นทานคาร์บอนชนิดอื่น ๆ

1.4 ตวั ตา้ นทานชนิดไวร์วาวด์ (Wirewound Resistor) ตวั ตา้ นทานชนิดน้ีเกิดจาก การพนั ขดลวดรอบๆ แกนเซรามิคซ่ึงทาหนา้ ทเ่ี ป็นฉนวน จากน้นั จึงตอ่ เขา้ กบั ลวดตวั นาจากส่วน หวั และทา้ ยออกมา สาหรับค่าความตา้ นทานข้นึ อยกู่ บั ความยาวและขนาดของขดลวดท่ใี ชพ้ นั ส่วนมากจะใชก้ บั งานท่มี ีคา่ ความตา้ นทานต่าๆ การออกแบบจะมีขนาดใหญเ่ พอื่ ช่วยให้สามารถ กระจายความร้อนไดด้ ี มีความคลาดเคลอ่ื นประมาณ 1% ข้นั ตอนการผลิตจะยงุ่ ยาก จ่งึ ทาใหต้ วั ตา้ นทานชนิดน้ีมีราคาแพง 1.5 ตวั ตา้ นทานชนิดออกไซดข์ องโลหะ (Metal Oxide Resistor) ตวั ตา้ นทานน้ีจะมี โครงสรา้ งที่เคลือบตวั ตา้ นทานดว้ ยออกไซดโ์ ลหะประเภทดีบกุ ลงบนวสั ดุทใ่ี ชเ้ ป็นฉนวนโดย อตั ราส่วนของออกไซดโ์ ลหะต่อฉนวน จะเป็นตวั กาหนดค่าความตา้ นทาน คูณสมบตั พิ เิ ศษคอื สามารถทนตอ่ การเปล่ียนแปลงอุณหภมู ิได้ 1.6 ตวั ตา้ นทานชนิดแผน่ ฟิ ลม์ หนา (Thick - Film Resistor) มีอยู่ 2 แบบคือ SIP (Single in - line Package) และ DIP (Dual in - line Package) ตวั ตา้ นทานแบบ SIP จะตอ่ ลวดตวั นาออกจากความตา้ นทานภายในเพยี งแถวเดียว ส่วนตวั ตา้ นทานแบบ DIP จะมีลวดตวั นา 2 แถว ตวั ตา้ นทานท้งั สองแบบจะไดร้ ับการปรบั แตง่ ใหค้ ่าความคลาดเคล่ือนประมาณ 2% คา่ ความตา้ นทานจะอยรู่ ะหวา่ ง 22 โอห์ม ถึง 2.2 โอหม์ และมีอตั ราทนกาลงั ประมาณ 1 วตั ต์ 2 2. ตวั ต้านทานชนิดแปรค่าได้ 2.1 ตวั ตา้ นทานชนิดปรบั ค่าได้ (Variable Value Resistor) มีสญั ลกั ษณ์ คอื เป็นตวั ตา้ นทานที่อาศยั กลไกเปลี่ยนค่าความตา้ นทานมี 2 แบบ คือ รีโอสตสั (Rheostat) จะมี ขาออกมา 2 ข้วั ข้วั หน่ึงจะเป็ นตวั ตา้ นทาน มีลกั ษณะเป็นแผน่ อีกข้วั หน่ึงจะเป็นคนั กรีดผวิ สมั ผสั ถา้ เคล่ือนทห่ี ่างข้วั ออกไปจะมีคา่ ความตา้ นทานเพมิ่ ข้นึ จะมีค่าสูงสุดระบุที่ตวั ตา้ นทานเพอ่ื บอก ลกั ษณะงานท่ีตอ้ งการใช้ และแบบโพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) จะมีลกั ษณะคลา้ ยแบบ รีโอสตสั แต่จะมีสามข้วั สองข้วั ต่อกบั แผน่ ตวั ตา้ นทาน อีกข้วั หน่ึงต่อกบั ตวั กรีดผวิ สมั ผสั 2.2 ตวั ตา้ นทานแบบพเิ ศษ เป็ นตวั ตา้ นทานที่ออกแบบมาท่มี ีค่าความตา้ นทาน เปล่ียนแปลงตามลกั ษณะงานท่ีตอ้ งการใช้ เช่น ตวั ตา้ นทานเปลี่ยนค่าไดต้ ามอุณหภมู ิ (Thermister) มีท้งั แบบอุณหภมู ิสูงข้นึ ความตา้ นทานมากข้นึ และแบบอุณหภูมิสูงข้นึ ความตา้ นทานลดลง ตวั ตา้ นทานทท่ี างานโดยอาศยั แสงมากระทบ (Photoresistor) มีชื่อเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ LDR (light dependent resistor) สร้างจากวสั ดุนาแสงทม่ี ีลกั ษณะบางๆ เพอ่ื กระทบแสงจะปลดปล่อย อิเล็กตรอนอิสระออกมา อีกข้วั หน่ึง ยงิ่ มีแสงมากจะปลดปล่อยอิเล็กตรอนอิสระออกมามาก จึงทา ใหม้ ีกระแสไหลผา่ นไดม้ าก และยงั มีตวั ตา้ นทานเปล่ียนคา่ ไดอ้ กี หลายชนิด

การอ่านค่าความต้านทาน ตวั ตา้ นทานทุกตวั ตอ้ งมีค่าความตา้ นทานกากบั ไว้ ใชบ้ อกคา่ ความตา้ นทานของ ตวั ตา้ นทานตวั น้นั การอ่านค่าความตา้ นทานมีวธิ ีการอ่านได้ 2 วธิ ี คือ 1. การอ่านค่าความตา้ นทาน ไดจ้ ากตวั เลข และตวั อกั ษรท่กี ากบั ไวบ้ นตวั ตา้ นทานเลย หรือพมิ พเ์ ป็นรหสั ทต่ี อ้ งแปรเป็นรหสั อีกคร้งั เช่น อ่านค่าได้ 220 กิโลโอหม์ คา่ ผดิ พลาด 5% อ่านคา่ ได้ 820 โอหม์ คา่ ผดิ พลาด 5% หมายเหตุ ตวั อกั ษรทกี่ ากบั หลงั คา่ ความตา้ นทาน เป็นค่าความผดิ พลาดคดิ เป็ นเปอร์เซ็นต์ ใชต้ วั อกั ษรดงั น้ี อกั ษร J คา่ ผดิ พลาด 5% อกั ษร K คา่ ผดิ พลาด 10% อกั ษร L ค่าผดิ พลาด 15% อกั ษร M คา่ ผดิ พลาด 20% 2. การอ่านค่าความตา้ นทานบอกเป็นแถบสีทก่ี ากบั ไว้ พร้อมแถบสีตวั คูณและแถบสี เปอร์เซ็นตผ์ ดิ พลาด กากบั ไวม้ ี 2 แบบ 2.1 แบบ 4 แถบสี แถบสีที่ 1 แถบสีท่ี 2 แถบสีที่ 3 แถบสีที่ 4 ตวั ต้งั หลกั ท่ี 1 ตวั ต้งั หลกั ที่ 2 ตวั คูณ (จานวนศูนย)์ คา่ ผดิ พลาด

ดา = 0 ดา = 0 ดา = 0 น้าตาล 1% น้าตาล = 1 น้าตาล = 1 น้าตาล = 1 สม้ 2% แดง = 2 แดง = 2 แดง = 2 เหลือง 3% ส้ม = 3 สม้ = 3 สม้ = 3 ทอง 5% เหลือง = 4 เหลือง = 4 เหลือง = 4 เงิน 10% เขียว = 5 เขียว = 5 เขียว = 5 ไมม่ ีสี 20% น้าเงิน = 6 น้าเงิน = 6 น้าเงิน = 6 ม่วง = 7 ม่วง = 7 มว่ ง = 7 เทา = 8 เทา = 8 เทา = 8 ขาว = 9 ขาว = 9 ขาว = 9 ทอง = 0.1 - - เงิน = 0.01 - - 2.2 แบบ 5 แถบสี สี แถบสีท่ี 1 แถบสีที่ 2 แถบสีท่ี 3 แถบสีที่ 4 แถบสีที่ 5 ตวั ต้งั หลกั ที่ 1 ตวั ต้งั หลกั ที่ 2 ตวั ต้งั หลกั ท่ี 3 ตวั คณู ค่าผดิ พลาด อกั ษร (จานวนศูนย์) ดา 0 0 0 0 -- น้าตาล 1 1 1 1 1% F แดง 2 2 2 2 2% G ส้ม 3 3 3 3 -- เหลือง 4 4 4 4 -- เขียว 5 5 5 5 0.5% D น้าเงิน 6 6 6 6 0.25% C มว่ ง 7 7 7 7 0.1% B เทา 8 8 8 8 0.05% - ขาว 9 9 9 9 -- ทอง - - - 0.1 5% J เงิน - - - 0.01 1 + 10% K