Điện trở: Phân loại, Công dụng, Cách dùng

Điện trở là một trong những thành phần được sử dụng rộng rãi nhất trong các mạch điện tử – có rất nhiều loại điện trở khác nhau có các đặc tính khác nhau và được sử dụng theo những cách khác nhau trong các mạch điện khác nhau.
Các loại điện trở được sử dụng với số lượng lớn trong sản xuất thiết bị điện tử. Trong thực tế, điện trở có lẽ là loại linh kiện điện tử phổ biến nhất được sử dụng trong các mạch điện và điện tử.

Có một số lượng lớn các loại điện trở khác nhau có thể được mua và sử dụng. Các thuộc tính của các điện trở khác nhau này khác nhau, và nó giúp có được loại điện trở phù hợp cho bất kỳ thiết kế nhất định nào để đảm bảo rằng đạt được hiệu suất tốt nhất.
Mặc dù nhiều điện trở sẽ hoạt động trong nhiều ứng dụng nhưng loại điện trở có thể quan trọng trong một số trường hợp. Do đó, cần phải biết về các loại điện trở khác nhau và ứng dụng của từng loại điện trở có thể được sử dụng.

Điện trở là gì?

Điện trở được sử dụng trong hầu như tất cả các mạch điện tử và nhiều mạch điện. Điện trở, như tên gọi của chúng cho biết chống lại dòng điện và chức năng này là chìa khóa cho hoạt động của hầu hết các mạch.

Lưu ý về điện trở:

Điện trở là một trong những yếu tố quan trọng được sử dụng trong các mạch điện và mạch điện tử. Lực cản là vật liệu chống lại dòng điện, và nó được điều chỉnh bởi Định luật Ôm.

Có hai ký hiệu mạch chính được sử dụng cho điện trở. Loại lâu đời nhất vẫn được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và bao gồm một đường răng cưa đại diện cho dây được sử dụng trong điện trở. Ký hiệu mạch điện trở khác là một hình chữ nhật nhỏ, và đây thường được gọi là ký hiệu điện trở quốc tế và nó được sử dụng rộng rãi hơn ở châu Âu và châu Á.

Đơn vị hoặc điện trở là Ohm, Ω và các giá trị điện trở có thể được hiển thị dưới dạng Ohms – Ω, hàng nghìn Ohms hoặc kilohms – kΩ và hàng triệu Ohms, megohms, MΩ. Khi ghi trên mạch các giá trị như 10k có thể được nhìn thấy có nghĩa là 10 kilohm, hoặc 10 kΩ. Dấu Omega thường bị bỏ qua và dấu chấm thập phân được thay thế bằng bộ đa năng: ví dụ: 1R5 sẽ là 1,5 Ohms, 100R là 100Ω, 4k7 là 4,7 kΩ, 2M2 là 2,2MΩ, v.v.

Có nhiều loại điện trở khác nhau. Một số dành cho các ứng dụng đặc biệt như được sử dụng làm điện trở thay đổi, và một số khác được sử dụng để hạn chế đột biến trong khi những loại khác cung cấp điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Tất cả các đặc điểm này đều có thể được sử dụng.

Tuy nhiên đối với điện trở cố định có những đặc điểm khác nhau cần được tính đến.

Mặc dù sức đề kháng thực tế của bộ phận là tối quan trọng, nhưng các đặc điểm khác cũng cần được xem xét. Tản năng lượng, tiếng ồn, độ tự cảm, độ ổn định nhiệt và một số đặc điểm khác đều có thể ảnh hưởng đến hoạt động của mạch trong đó điện trở được sử dụng.

Các vật liệu khác nhau và cấu trúc khác nhau bên trong điện trở có thể có tác động lớn. Do đó, khi lựa chọn một điện trở được sử dụng, các đặc tính này cũng phải được xem xét.

Phân biệt cơ bản các loại điện trở

Các loại chính đầu tiên mà các loại điện trở khác nhau có thể được lắp vào đó là chúng cố định hay biến thiên. Các loại điện trở khác nhau này được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau:

Điện trở cố định: Điện trở cố định cho đến nay là loại điện trở được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng được sử dụng trong các mạch điện tử để thiết lập các điều kiện thích hợp trong mạch. Giá trị của chúng được xác định trong giai đoạn thiết kế của mạch, và chúng không bao giờ cần được thay đổi để “điều chỉnh” mạch. Có nhiều loại điện trở khác nhau có thể được sử dụng trong các trường hợp khác nhau và các loại điện trở này được mô tả chi tiết hơn bên dưới.

Điện trở biến đổi: Các điện trở này bao gồm một phần tử điện trở cố định và một thanh trượt chạm vào phần tử điện trở chính. Điều này cung cấp ba kết nối với thành phần: hai kết nối với phần tử cố định và thứ ba là thanh trượt. Theo cách này, thành phần hoạt động như một bộ chia tiềm năng thay đổi nếu cả ba kết nối được sử dụng. Có thể kết nối với thanh trượt và một đầu để cung cấp một điện trở có điện trở thay đổi.

Biến trở và chiết áp biến thiên được sử dụng rộng rãi cho mọi hình thức điều khiển: – mọi thứ từ điều khiển âm lượng trên radio và thanh trượt trong bộ trộn âm thanh đến một loạt các khu vực cần có điện trở aa.

Một chiết áp chính xác là một thành phần trong đó có một điện trở cố định có một thanh trượt để cung cấp sự phân chia tiềm năng từ điện áp anh ta ở trên cùng. Một biến trở có hiệu quả giống nhau, nhưng với thanh trượt được liên kết với một đầu của điện trở để nó cung cấp một điện trở thay đổi thực sự.

Các loại điện trở cố định

Có một số loại điện trở cố định khác nhau:

Thành phần cacbon: Điện trở thành phần cacbon là một loại điện trở đã từng rất phổ biến – nó là loại điện trở chính, nhưng hiện nay ít được sử dụng vì các dạng điện trở mới hơn cung cấp hiệu suất tốt hơn, chúng nhỏ hơn và cũng rẻ hơn.

Điện trở thành phần cacbon được hình thành bằng cách trộn các hạt cacbon với chất kết dính sau đó được tạo thành một thanh nhỏ. Loại điện trở này lớn theo tiêu chuẩn ngày nay và chịu hệ số nhiệt độ âm lớn.

Các điện trở cũng chịu sự thay đổi lớn và thất thường về điện trở do nhiệt độ hoặc tuổi tác. Ngoài ra, bản chất dạng hạt của carbon và chất kết dính dẫn đến mức độ ồn cao được tạo ra khi dòng điện chạy qua.

Màng carbon: Loại điện trở này được giới thiệu trong những ngày đầu của công nghệ bóng bán dẫn khi mức công suất có xu hướng thấp hơn.

Điện trở màng carbon được hình thành bằng cách “crackinh” một hydrocacbon lên một vật liệu gốm. Màng lắng đọng kết quả có sức đề kháng của nó được thiết lập bằng cách cắt một chuỗi xoắn vào màng. Điều này làm cho các điện trở này có tính cảm ứng cao và ít được sử dụng cho nhiều ứng dụng RF. Chúng thể hiện hệ số nhiệt độ từ -100 đến -900 phần triệu trên độ Celcius. Màng carbon được bảo vệ bằng lớp phủ epoxy tuân theo quy chuẩn hoặc ống sứ.

Điện trở màng oxit kim loại: Loại điện trở này hiện nay là dạng điện trở được sử dụng rộng rãi nhất. Thay vì sử dụng màng carbon, loại điện trở này sử dụng màng oxit kim loại lắng đọng trên thanh sứ. Đối với màng carbon, điện trở có thể được điều chỉnh bằng cách cắt một rãnh xoắn trong màng.

Một lần nữa, bộ phim được bảo vệ bằng cách sử dụng lớp phủ epoxy phù hợp. Loại điện trở này có hệ số nhiệt độ khoảng + hoặc – 15 phần triệu trên ° Celcius, mang lại hiệu suất vượt trội hơn nhiều so với bất kỳ điện trở làm từ carbon nào.

Ngoài ra, loại điện trở này có thể được cung cấp với dung sai gần hơn nhiều, 5% hoặc thậm chí 2% là tiêu chuẩn, với các phiên bản 1% có sẵn. Chúng cũng thể hiện mức độ tiếng ồn thấp hơn nhiều so với các loại điện trở carbon, tuy nhiên nó chủ yếu được thay thế bằng điện trở màng kim loại.

Điện trở phim kim loại: Điện trở phim kim loại rất giống với điện trở phim oxit kim loại. Nhìn bề ngoài nó rất giống và hiệu suất cũng có thể so sánh được. Thay vì sử dụng màng oxit kim loại, loại điện trở này sử dụng màng kim loại như tên gọi. Các kim loại như hợp kim niken có thể được sử dụng.

Điện trở màng kim loại là loại được sử dụng rộng rãi nhất khi cần một điện trở được dẫn.

Điện trở quấn dây: Loại điện trở này thường được dành cho các ứng dụng công suất cao. Các điện trở này được tạo ra bằng cách quấn dây có điện trở cao hơn bình thường (dây điện trở) trước đây.

Những loại đắt tiền hơn được quấn trên một lớp gốm trước đây và chúng có thể được bao phủ bởi một lớp men thủy tinh hoặc silicone. Loại điện trở này phù hợp với công suất cao và thể hiện mức độ tin cậy cao ở công suất cao cùng với hệ số nhiệt độ ở mức tương đối thấp, mặc dù điều này sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố bao gồm trước đây, dây được sử dụng, v.v. Như điện trở quấn dây thường được dành cho các ứng dụng công suất lớn, một số loại được thiết kế để chúng có thể được gắn vào một bộ tản nhiệt để đảm bảo rằng điện năng được tiêu tán vào đồ kim loại để có thể mang đi.

Theo bản chất dây quấn của chúng, chúng không thích hợp để hoạt động trên các tần số thấp, mặc dù bằng cách quấn các phần của dây điện trở theo các hướng khác nhau, độ tự cảm có thể giảm đi phần nào.

Điện trở ngàm bề mặt: Công nghệ ngàm bề mặt, SMT hiện là định dạng chính được sử dụng cho các linh kiện điện tử. Chúng dễ sử dụng hơn trong sản xuất tự động và chúng có thể cung cấp mức hiệu suất rất cao. Điện trở SMT sử dụng các công nghệ tương tự như các dạng khác, nhưng ở dạng gắn kết bề mặt.

Các loại điện trở khác

Trong khi phần lớn các điện trở là điện trở cố định tiêu chuẩn hoặc điện trở biến đổi, có một số loại điện trở khác được sử dụng trong một số ứng dụng chuyên dụng hoặc ngách hơn.

Điện trở phụ thuộc ánh sáng / điện trở quang: Điện trở phụ thuộc ánh sáng hoặc điện trở quang thay đổi điện trở của chúng theo mức độ ánh sáng. Chúng được sử dụng trong một số ứng dụng cảm biến và cung cấp một giải pháp rất hiệu quả về chi phí trong nhiều trường hợp.

Các điện trở phụ thuộc ánh sáng có độ trễ trong thời gian đáp ứng với các thay đổi ánh sáng, nhưng chúng rẻ và dễ sử dụng.
Thermistor: Như tên gọi, nhiệt điện trở là điện trở nhạy cảm với nhiệt. Điện trở của nhiệt điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Một số có hệ số nhiệt độ âm, nhiệt điện trở NTC, trong khi một số khác có hệ số nhiệt độ dương, nhiệt điện trở PTC.

Varistor: Các biến thể có sẵn ở một số dạng. Về cơ bản, các linh kiện điện tử này thay đổi điện trở của chúng theo điện áp đặt vào và kết quả là chúng được sử dụng để bảo vệ tăng đột biến và tăng đột biến. Thông thường chúng có thể được mô tả là Movistors, là sự thu gọn của các từ M etal O xide V ar istor .

Biến trở là thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các dây dẫn mở rộng nguồn điện được bảo vệ quá độ hoặc đột biến và được sử dụng để bảo vệ máy tính. Cần nhớ rằng mỗi khi varistor nhận được một đợt tăng đột biến, các thuộc tính của nó sẽ thay đổi một chút.

Mặc dù điện trở có thể được coi là linh kiện điện tử đơn giản để sử dụng, nhưng có một số thông số cần được xem xét khi chọn đúng loại điện trở. Các thông số ngoài chỉ kháng là rất quan trọng. Khả năng chịu điện áp, công suất tiêu tán và bản thân loại điện trở thực tế đều có ảnh hưởng đến hiệu suất. Với nhiều loại điện trở có sẵn, cần phải chọn đúng loại cho bất kỳ ứng dụng cụ thể nào. Bằng cách này, hiệu suất tốt nhất có thể được đảm bảo.