دانلود تحقیق مقاومت متغیر

مقاومت متغیر مقاومتی است که مقدارش می‌تواند توسط یک حرکت مکانیکی تعیین شود، برای مثال توسط دست تنظیم شود.

مقاومتهای متغیر می‌توانند از نوع ارزان و تک دور یا از نوع چند دور با یک عنصر مارپیچی باشند.

برخی از آنها حتی دارای نمایشگر مکانیکی تعداد دور نیز هستند.

بطور سنتی مقاومتهای متغیر نامطمئن بوده‌اند، چرا که سیم یا فلز خورده یا فرسوده می‌شوند.

(یک روش دیگر کنترل که در واقع یک مقاومت نیست اما شبیه آن عمل می‌کند، شامل یک سیستم سنسور فتو الکتریک است که چگالی نوری یک ورقه را اندازه می‌گیرد.

بدلیل اینکه سنسور ورقه را لمس نمی‌کند، پوسیدگی رخ نمی‌دهد.) یک پتانسیومتر نوعی از مقاومتهای متغییر است که بسیار عام است.

یکی از استفاده‌های عمومی آن به عنوان کنترل صدا در تقویت کننده‌های صوتی است.

یک واریستور اکسید فلزی ، یا MOV نوع بخصوصی از مقاومت است که دارای دو مقدار مقاومت بسیارمتفاوت است، یک مقاومت بسیار بالا در ولتاژ پایین (زیر ولتاژ راه انداز) و یک مقاومت بسیار کم در ولتاژ بالا (بالاتر از ولتاژ راه انداز).

این نوع از مقاومت معمولا برای حفاظت اتصال کوتاه در برقگیر تیر برق خیابانها یا به عنوان یک اسنابر استفاده می‌‌‌شود.

یک مقاومت با ضریب دمایی مثبت/PTC یک مقاومت وابسته به دما است که دارای یک ضریب دمایی مثبت است.

وقتی که دما افزایش می‌یابد، مقاومت هم زیاد می‌شود.

PTC ها اغلب در تلویزیونها بصورت سری با سیم پیچ دمغناطیس کننده یافت می‌شوند که یک جرقه جریان کوتاه را از طریق سیم پیچ در هنگام روشن کردن تلویزیون ایجاد می‌کند.

یک نسخه تخصصی یک PTC چند سوییچ است که مانند یک فیوز خود تعمیر عمل می‌کند.

یک مقاومت با ضریب دمایی منفی/NTC نیز یک مقاومت وابسته به دماست، اما دارای یک ضریب دمایی منفی است.

وقتی که دما افزایش می‌یابد مقاومت NTC کاهش می‌یابد.

NTC ها عموما در آشکار سازهای دمای ساده و در ابزارهای اندازه گیری بکار می‌روند.

یک مقاومت ایده‌ال عنصری است با یک مقاومت الکتریکی که صرفنظر از ولتاژ اعمالی به دو سرش یا جریان الکتریکی عبوری از آن ، ثابت می‌ماند.

اما بدلیل اینکه مقاومتهای جهان واقعی نمی‌توانند این شرایط ایده‌ال را برآورده سازند، آنها را بگونه‌ای طراحی می‌کنند که در برابر تغییرات دما و دیگر عوامل محیطی ، نوسانات کمی در مقاومت الکتریکی شان ایجاد شود.

مقاومتها ممکن است که ثابت یا متغییر باشند.

مقاومتهای متغیر پتانسیومتر یا رئوستا نیز خوانده می‌شوند و این اجازه را می‌دهند که مقاومت وسیله توسط تنظیم یک میله یا لغزش یک ابزار کنترلی ، تغییر کند برخی از مقاومتها بلند و نازک هستند و ماده مقاوم حقیقی در وسط آنها قرار دارد و یک پایه هادی در هر انتهای آن نصب شده است.

به این مقاومت بسته محوری گفته می‌شود.

تصویر سمت راست یک ردیف از مقاومتهایی را نشان می‌دهد که عموما در یک بسته بندی قرار داده می‌شوند.

مقاومتهای استفاده شده در کامپیوترها و دیگر وسایل ، نوعا خیلی کوچکتراند و اغلب در بسته‌های با پایه سطحی (فن آوری پایه سطحی) بدون سیمهای رابط بکار می‌روند.

مقاومتهای با توان بالاتر را در بسته‌های محکمتری قرار می‌دهند و بگونه‌ای طراحی شده‌اند که گرما را بطور موثری از بین ببرند، اما تمامی آنها دارای همان ساختار قبلی مقاومتها هستند.

مقاومتها به عنوان بخشی از شبکه‌ های الکتریکی بکار می‌روند و در علم میکرو الکترونیک و ابزارهای نیمه هادی شرکت دارند.

اندازه گیری دقیق یک مقاومت بصورت نسبت ولتاژ به جریان است و واحد آن در دستگاه SI، اهم است.

یک عنصر دارای مقاومت 1 اهم است اگر یک ولتاژ 1 ولتی دو سر عنصر منجر به یک جریان 1 آمپر شود که معادل جریان یک کولمب بار الکتریکی (تقریبا 6.242506 X 10 18 الکترون) در ثانیه در جهت مخالف است.

یک جسم فیزیکی نوعی مقاومت است.

اکثر فلزات، مواد هادی هستند و در برابر جریان الکتریسته مقاومت کمی دارند.

بدن انسان ، یک تکه پلاستیک ، یا حتی یک خلا دارای مقاومتهایی هستند که قابل اندازه گیری است.

موادی که دارای مقاومتهای بسیار بالایی هستند عایق نامیده می‌شوند.

رابطه بین ولتاژ ، جریان و مقاومت در یک جسم توسط یک معادله ساده که از قانون اهم گرفته شده و اغلب با آن اشتباه می‌شود، بیان می‌شود: V = IR که در آن V ولتاژ دو سر مقاومت بر حسب ولت ، I جریان عبور کننده از مقاومت بر حسب آمپر و R مقدار مقاومت بر حسب اهم است.

اگر V و I دارای یک رابطه خطی باشند که به مفهوم ثابت بودن R در یک محدوده است، آنگاه این ماده در آن محدوده اهمی خوانده می‌شود.

یک مقاومت ایده آل دارای مقاومت ثابت در تمامی فرکانسها و مقادیر ولتاژ و جریان است.

مواد ابر رسانا در دماهای بسیار پایین دارای مقاومت صفر هستند.

عایقها ( نظیر آزمایشهای مربوط به هوا ، الماس ، یا مواد غیر هادی) ممکن است دارای مقاومتهایی بسیار بالا (اما نه بینهایت) باشند.

لکن تحت ولتاژهای به میزان کافی زیاد، دچار شکست می شوند و جریان بزرگی را از خود عبور می‌دهند.

مقاومت یک عنصر را می‌توان از مشخصه‌های فیزیکی آن محاسبه کرد.

مقاومت با طول عنصر و مقاومت ویژه (یک خاصیت فیزیکی ماده) آن بطور مستقیم متناسب است و با سطح مقطع آن رابطه عکس دارد.

معادله محاسبه مقاومت یک بخش ماده مانند زیر است: R = rL/A که در آن r مقاومت ویژه ماده ، L طول و A مساحت سطح مقطع است.

این معادله را می‌توان برای موادی که از نظر شکل پیچیده‌ترند، بصورت انتگرالی نیز نوشت.

اما این فرمول ساده برای سیمهای استوانه‌ای و اغلب هادیهای عمومی قابل استفاده است.

این مقدار می‌تواند در فرکانسهای بالا به علت اثر پوستی ، که سطح مقطع در دسترس را کاهش می‌دهد، تغییر کند.

مقاومتهای استاندارد را در مقادیری از چند میلی اهم تا حدود یک گیگا اهم به فروش می‌رسانند.

تنها محدوده مشخصی از مقادیر که مقادیر ترجیح داده شده نام دارند در دسترس هستند.

در عمل ، اجزای گسسته فروخته شده به عنوان مقاومت ، یک مقاومت کامل آنگونه که در بالا تعریف شد، نیستند.

مقاومتها معمولا توسط خطایشان (حداکثر تغییرات مورد انتظار نسبت به مقاومت مشخص شده) بیان می‌شوند.

در یک مقاومت با رنگ کد گذاری شده باند منتهی الیه سمت راست.

اگر به رنگ نقره‌ای باشد خطای 10 درصد ، اگر به رنگ طلایی باشد خطای 5 درصد ، اگر به رنگ قرمز باشد خطای 2 درصد و اگر به رنگ قهوه‌ای باشد خطای 1 درصد را نشان می‌دهد.

مقاومتهای با خطای کمتر هم وجود دارند که مقاومتهای دقیق خوانده می‌شوند.

یک مقاومت دارای حداکثر ولتاژ و جریانی است که فراتر از آنها ، مقاومت ممکن است تغییر کند (در بعضی موارد به شدت) یا از نظر فیزیکی از بین برود (برای مثال بسوزد).

اگر چه که برخی از مقاومتها دارای ولتاژ و جریان نامی‌اند، اغلب آنها توسط یک توان فیزیکی حداکثر که توسط اندازه فیزیکی تعیین می‌شود، ارزیابی می‌شوند.

عموما توان نامی برای مقاومتهای کامپوزیت کربن و مقاومتهای ورقه فلزی 1.8 وات ، 1.4 وات و 1.2 وات است.

مقاومتهای ورق فلزی نسبت به مقاومتهای کربنی در برابر تغییرات دما و گذر زمان پایدارترند.

مقاومتهای بزرگتر قادرند که گرمای بیشتری را بدلیل سطح وسیعترشان از بین ببرند.

مقاومتهای سیم پیچی شده و پر شده با شن هنگامی بکار می‌روند که توان نامی بالاتری مانند 20 وات مورد نیاز باشد.

بعلاوه تمامی مقاومتهای حقیقی کمی خواص سلفی و خازنی از خود نشان می‌دهند که رفتار دینامیکی مقاومت ، ناشی از معادله ایده آل آن را تغییر می‌دهد.

هر کدام از مقاومتهای یک ساختار مداری سری و موازی دارای اختلاف پتانسیل (ولتاژ) یکسان هستند.

برای محاسبه مقاومت معادل کل آنها: Req-1 = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn خاصیت موازی بودن را می‌توان برای ساده سازی معادله ، با دو خط موازی (مانند هندسه) در معادلات نمایش داد.

برای دو مقاومت موازی داریم: (Req = R1R2/(R1 + R2 جریان هر مقاومت در مدارهای سری و موازی ثابت است، اما ولتاژ در طول هر مقاومت ممکن است متفاوت باشد.

مجموع اختلاف پتانسیلها (ولتاژ) برابر ولتاژ کلی است.

برای محاسبه مقاومت کلی آنها: R = R1 + R2 + … + Rn یک شبکه مقاومتی که ترکیبی از مدارهای سری و موازی است را می‌توان به اجزا کوچکتری تجزیه کرد که یکسان یا غیر یکسانند.

برای مثال: Req = R1R2/(R1 + R2) + R3 یک مقاومت ایده‌ال عنصری است با یک مقاومت الکتریکی که صرفنظر از ولتاژ اعمالی به دو سرش یا جریان الکتریکی عبوری از آن ، ثابت می‌ماند.

مقاومتهای متغیر پتانسیومتر یا رئوستا نیز خوانده می‌شوند و این اجازه را می‌دهند که مقاومت وسیله توسط تنظیم یک میله یا لغزش یک ابزار کنترلی ، تغییر کند.

تشخیص مقدار مقاومت با استفاده از نوارهای رنگی مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند، به همین دلیل مقدار مقاومت و تولرانس را بوسیله نوارهای رنگی مشخص می‌کنند که خود این روش به دو شکل صورت می‌گیرد: 1.

روش چهار نواری 2.

روش پنج نواری روش اول برای مقاومتهای با تولرانس 2% به بالا استفاده می‌شود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق تولرانس کمتر از 2%) استفاده می‌شود.

در اینجا به روش اول که معمولتر است می‌پردازیم.

به جدول زیر توجه نمائید.

هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند: 0 سیاه 1 قهوه‌ای 2 قرمز 3 نارنجی 4 زرد 5 سبز 6 آبی 7 بنفش 8 خاکستری 9 سفید دو رنگ دیگر هم روی مقاومتها به چشم می‌خورد: طلایی و نقره‌ای ، که روی یک مقاومت یا فقط طلایی وجود دارد یا نقره‌ای.

اگر یک سر مقاومت به رنگ طلایی یا نقره‌ای بود ، ما از طرف دیگر مقاومت ، شروع به خواندن رنگها می‌کنیم.

و عدد متناظر با رنگ اول را یادداشت می‌کنیم.

سپس عدد متناظر با رنگ دوم را کنار عدد اول می‌نویسیم.

سپس به رنگ سوم دقت می‌کنیم.

عدد معادل آنرا یافته و به تعداد آن عدد ، صفر می‌گذاریم جلوی دو عدد قبلی( در واقع رنگ سوم معرف ضریب است ).

عدد بدست آمده ، مقدار مقاومت برحسب اهم است.

که آنرا می‌توان به کیلواهم نیز تبدیل کرد.

ساخت هر مقاومت با خطا همراه است.

یعنی ممکن است 5% یا 10% یا 20%خطا داشته باشیم .

اگر یک طرف مقاومت به رنگ طلایی بود ، نشان دهنده مقاومتی با خطا یا تولرانس 5 % است و اگر نقره‌ای بود نمایانگر مقاومتی با خطای 10% است.اما اگر مقاومتی فاقد نوار چهارم بود، بی رنگ محسوب شده و تولرانس آن را 20 %در نظر می‌گیریم.

به مثال زیر توجه نمایید: از سمت چپ شروع به خواندن می‌کنیم.

رنگ زرد معادل عدد 4 ، رنگ بنفش معادل عدد 7 ، رنگ قرمز معادل عدد 2 ، و رنگ طلایی معادل تولرانس ٪5 می‌باشد.

پس مقدار مقاومت بدون در نظر گرفتن تولرانس ، مساوی 4700 اهم ، یا 4.7 کیلو اهم است و برای محاسبه خطا عدد4700 را ضربدر 5 و تقسیم بر 100 می‌کنیم، که بدست می‌آید: 235 4935 = 235 + 4700 4465 = 235 - 4700 مقدار واقعی مقاومت چیزی بین 4465 اهم تا 4935 اهم می‌باشد.

مباحث مرتبط با عنوان * بهم بستن مقاومتها * رئوستا * کدهای رنگی مقاومت الکتریکی * مقاومت الکتریکی مدار ولتمتر دیجیتال Dc در این مدار با ساخت یک ولتمتر دیجیتال dc آشنا می شوید.در این مدار حتی نوع پلاریته را می توانید.،تعیین کنید.

برای کسی که می خواهد.،الکترونیک بیاموزد.ولتمتر یک وسیله غیر قابل اجتناب است.

قطعات مورد نیاز 1 عدد خازن 100 پیکو فاراد 1عدد خازن 10 نانو فاراد 1 عدد خازن 220 نانو فاراد 2 عدد خازن 100 نانو فاراد 1 عدد مقاومت 1.5 کیلو اهم 1 عدد مقاومت 12 کیلو اهم 1 عدد مقاومت 240 کیلو اهم 2 عدد مقاومت 1 مگا اهم 1 عدد مقاومت 100 کیلو اهم 1 عدد مقاومت 1.8 مگا اهم 1 عدد مقاومت 9.1 کیلو اهم 1 عدد مقاومت 470 کیلو اهم 1 عدد آی سی ICL7107 4 عدد 7egment آند مشترک برد بورد سیم تلفنی نقشه مدار پایه 1 این آی سی تغذیه مثبت و پایه 26 تغذیه منفی است.

مدار تغذیه دوبل 5 ولت را جهت تغذیه این آی سی ببندید.

حال خروجی مثبت 5 ولت این تغذیه دوبل را به پایه 1 آی سی ICL7017 و خروجی منفی 5 ولت را به پایه 26 این آی سی وصل کنید.

پایه های 21،35،32،30 این آی سی را به زمین متصل کنید.زمین در واقع نقطه ای از مدار است.،که دارای ولتاژ صفر است.

پایه های 40 ،39 و 38 پایه های مربوط به اسیلاتور یا نوسان ساز این آی سی است پایه 40 را با یک مقاومت 100 کیلو اهم به پایه 39 و دومرتبه از پایه 40 با یک خازن 100 پیکوفاراد به پایه 38 این آی سی متصل نمایید.

پایه های 33 و 34 را با یک خازن 100 نانو فاراد به یکدیگر متصل کنید.

پایه 29 را با یک مقاومت 1.5 کیلو اهم به یک خازن 100 نانو فاراد متصل کنید.از سر دیگر این خازن با یک مقاومت 470 کیلواهم به پایه 28 آی سی و با یک خازن 220 نانو فاراد به پایه 27 آی سی متصلنمایید.

پایه 36 را با یک مقاومت 12 کیلو اهم به مثبت 5 ولت و از همین پایه با یک مقاومت 240 کیلو اهم به زمین وصل کنید.

حال از محلی که می خواهید ولتاژ را اندازه گیری کنید.

با یک مقاومت 1.8 مگا اهم به یک سر کناری پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم و سر دیگر پتانسیومتر را با یک مقاومت 9.1 کیلو اهم به زمین متصل نمایید.

حال سر وسط این پتانسیومتر با یک مقاومت 1 مگا اهم به پایه 31 آی سی متصل کنید.

برای حذف نویزی که از محیط بر روی مقاومت 1 مگا اهم و در نتیجه در پایه 31 ایجاد می شود.

این پایه را با یک خازن 10 نانو فاراد به زمین متصل کنید.تا نویزهای موجود در محیط توسط این خازن تخلیه شود.و مشکلی برای عملکرد صحیح مدار ایجاد نشود.

همانطور که در نقشه می بینید.،ولتاژ ورودی بین سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و زمین اندازه گیری می شود.در واقع همیشه ولتاژ یا اختلاف پتانسیل بین دو نقطه گرفته می شود.

برای امتحان این مدار ورودی مثبت و منفی یک باطری یا منبع تغذیه متغییر را توسط دو سیم به این دو سر اعمال کنید.

در باطری ما ولتاژ متغیر نداریم در این حالت ولتمتر ولتاژ ثابتی را نشان می دهد.

اما در مورد منبع تغذیه متغییر با کم و زیاد کردن ولتاژ در منبع تغذیه شاهد تغییرات آن در 7segment ها می شوید.

نحوه اتصال 7segment ها به مدار اگر به شکل این آی سی در نقشه نگاه کنید.، متوجه می شوید این آی سی دارای پایه های A1 تا G1 برای اولین 7segment A2 تا G2 برای دومین 7segment A3 تا G3 برای سومین 7segment پایه 20 این آی سی نیز تعیین کننده پلاریته ولتاژ ورودی است.

در مورد پلاریته به طور مثال اگر از ورودی های مثبت و منفی تغذیه،ورودی مثبت را به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم متصل کنید و سر منفی آنرا به زمین متصل کنید.در این صورت پلاریته مثبت است.حال اگر این کار رابرعکس انجام دهید.به صورتیکه ورودی منفی منبع تغذیه به سر آزاد مقاومت 1.8 مگا اهم و سر مثبت به زمین متصل باشد.شما شاهد علامت منفی بر روی 7segment ای که جهت تعیین پلاریته در نظر گرفته اید.،خواهید بود.

پایه های a,b,c,d,e,f و g این قطعه الکترونیکی در کنار نقشه کاملا مشخص است.

برای جلوگیری از شلوغی در نقشه از کشیدن خروجی های پایه های مربوط به 7segment آی سی به 7segmentخودداری کردم.، این پایه های مربوط به آی سی و پایه های a تا g یک 7segment در نقشه کاملا مشخص شده است.

من از دو 7segment استفاده کردم.،و با کم و زیاد کردن ولتاز منبع تغذیه تا رنج انتهایی آن، که در حدود 40 ولت dc بود.،به صورت دقیق ولتاژ را در این دو 7segment مشاهد کردم.

اگر می خواهید.،پلاریته پتانسیل ورودی را نیز تعیین کنید.

پایه 20 این آی سی را به پایه g یک 7segment که به پایه های دیگر این آی سی متصل نیست.، وصل کنید.در این حالت اگر ولتاژ ورودی منفی یا دارای اختلاف پتانسیل منفی باشد.علامت منفی در این 7segment قابل مشاهده است.در واقع از این 7segment تنها، از پایه g استفاده کنید.

تنظیم کردن ولتمتر پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم در این مدار جهت کالیبره کردن به کار می رود.

ولتاژ منبع تغذیه را یک بار با یک ولتمتر دیگر اندازه گیری کنید.،و این مقدار را به خاطر بسپارید.و حال ولتاژ منبع تغذیه را با ولتمتری که ساخته اید اندازه بگیرید.اگر مقدار دیده شده در 7segment کمتر یا بیشتر از ولتمتر دیگر بود.این پتانسیومتر 2.2 کیلو اهم را با پیچ گوشتی ساعتی آنقدر به چپ و راست بچرخانید.تا ولتاژ خوانده شده در ولتمتری که شما ساخته اید.،با ولتاژی که در ولتمتر دیگر نشان داده شد.، یکسان باشد.

مشاهده پالس مربعی شکل در پایه های مربوط به اسیلاتور این آی سی زمانیکه تغذیه آن وصل باشد.،و اسیلسکوپ نیز در اختیار داشته باشید.می توانید پالسی مربعی شکل را در پایه 38 این آی سی و مشتق این پالس را در پایه 40 مشاهده کنید.

تغذیه 7segment ها نوع 7segment های استفاده شده در این مدار آند مشترک است.در واقع می بایست پایه مشترک هر تعداد 7segment که استفاده می کنید.با هم مشترک کنید.،آنگاه این پایه مشترک را با یک مقاومت به ولتاژ مثبت 5 ولت متصل کنید.،پایه مشترک در 7segment پایه وسط آن است.،هر 7segment دو پایه مشترک دارد.همانطور که در نقشه می بینید.،یکی از پایه های مشترک 7segment به جایی وصل نیست.چون این پایه مشترک به پایه مشترک دیگر ارتباط دارد.بنابراین نیازی نیست به جایی متصل شود.

بقیه پایه های a تا g با ورودی صفر تحریک می شوند.یعنی زمانی هر کدام از 7segment ها عددی نشان می دهند که ولتاژ ورودی این پایه ها از سمت آی سی صفر باشند.

در این مدار تغذیه 7segment ها به طور مشترک از یک رگولاتور 7805 گرفته شده که این عمل باعث کشیدن جریان از این رگولاتور و داغ شدن آن می شود.برای این منظور یا بایست از heat sink (خنک کننده) استفاده کنید.یا از رگولاتور 7805 دیگری استفاده کنید.،و ورودی 9 ولت مثبت را به ورودی این رگولاتور نیز بدهید.و خروجی 5 ولت آنرا با یک مقاومت 100 اهم به پایه مشترک 7segment ها که با هم مشترک شده است.متصل نمایید یا آنکه ولتاز مثبت 9 ولت ورودی را به صورت مستقیم با یک مقاومت 1 کیلو اهم به پایه مشترک 7segment ها متصل کنید.

کدهای خازنی رو چطور بخوانیم؟

دو نوع خازن داریم : ۱.الکترولیت۲.سرامیکی خازن های بزرگتر در حد میکرو ومیلی فاراد اغلب الکترولیتی هستند و اندازه وتحمل ولتاژ انها روش نوشته شده اما روی خازنهای کوچک در حد پیکو و نانو فاراد اغلب سه تا شماره میبینیم مثل 103,104,236,..

با توجه به جدول زیر: ۱میلی=(10-3) امیکرو=10-6 ) ۱نانو=(10-9 ) اپیکو=(10-12 gives you the value in Pico-Farads) 0 1 1 10 2 100 3 1,000 4 10,000 5 100,000 6 not used 7 not used 8 .01 9 .1 بنابر این شماره سوم مربوط به تعداد صفرهاست مثلا: 104=pf 100,000 224=pf 220000 123=pf 12000 و حروفی مثل j,b,c,...تلورانس خازن رو طبق جدول زیر مشخص میکند: Letter symbol Tolerance of capacitor B +/- 0.10% C +/- 0.25% D +/- 0.5% E +/- 0.5% F +/- 1% G +/- 2% H +/- 3% J +/- 5% K +/- 10% M +/- 20% N +/- 0.05% P +100% ,-0% Z +80%, -20%