ค่าความต้านทาน

ค่าความต้านทานไฟฟ้า (resistance) คือ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าของวัตถุ วัตถุที่มีความต้านทานต่ำจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย เรียกว่า ตัวนำไฟฟ้า ในขณะที่ฉนวนไฟฟ้ามีความต้านทานสูงมากและกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ยาก ค่าความต้านทานไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ R มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω) ส่วนกลับของค่าความต้านทานเรียกว่า ความนำไฟฟ้า (Conductivity) หน่วยซีเมนส์

              

             กฎของโอห์มแสดง ความสัมพันธ์ระหว่าง แรงดันไฟฟ้า (V) , กระแสไฟฟ้า (I)
             และ   ความต้านทาน (R) ไว้ดังนี้

ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง

                เมื่อไฟฟ้ากระแสตรงไหลผ่านวัตถุหรือสสารที่มีโครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสม่ำเสมอทั้งชิ้น กระแสไฟฟ้าจะกระจายทั่วหน้าตัดของวัตถุหรือสสารเหล่านั้น เราสามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมิติทางกายภาพและความต้านทานไฟฟ้าของวัตถุได้เป็น

.

           โดย   l คือ ความยาวของตัวนำ มีหน่วยเป็นเมตร (m)

                     A คือ พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ มีหน่วยเป็นตารางเมตร (m×m)

                     ρ (Greek: rho) คือ สภาพต้านทานไฟฟ้าของสสาร มีหน่วยเป็นโอห์ม-เมตร (Ω×m)

             ตัวต้านทานมีหลายชนิด แบ่งได้หลายวิธี เช่น แบ่งตามความสามารถในการปรับค่าก็จะแบ่งได้เป็น ตัวต้านทานที่มีค่าคงที่ และตัวต้านทานปรับค่าได้ (อาจแบ่งได้อีกว่าปรับตามผู้ใช้ ตามอุณหภูมิ แสงสว่าง ฯลฯ)

          1. ตัวต้านทานแบบมีค่าคงที่ 

                ตัวต้านทานทั่วไปอาจมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก โดยที่มีสารตัวต้านทานอยู่ที่แกนกลาง หรือ เป็นฟิลม์อยู่ที่ผิว และมีแกนโลหะตัวนำออกมาจากปลายทั้งสองข้างดังในรูป ตัวต้านทานที่ใช้สำหรับกำลังสูงจะถูกออกแบบให้มีรูปร่างที่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ดี นอกจากนั้นตัวต้านทานอาจจะถูกรวมอยู่ภายใน อุปกรณ์วงจรรวม (IC - integrated circuit) โดยตัวต้านทานจะถูกสร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต และแต่ละ IC อาจมีตัวต้านทานถึงหลายล้านตัวอยู่ภายใน

           2. ตัวต้านทานปรับค่าได้

        ตัวต้านทานปรับค่าได้ เป็นตัวต้านทาน ที่ค่าความต้านทานสามารถปรับเปลี่ยนได้ โดยอาจมีปุ่มสำหรับหมุน หรือเลื่อน เพื่อปรับค่าความต้านทาน และบางครั้งก็เรียก โพเทนติโอมิเตอร์ (potentiometers) หรือ รีโอสแตต(rheostats)

        ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ มีทั้งแบบที่หมุนได้เพียงรอบเดียว จนถึง แบบที่หมุนแบบเป็นเกลียวได้หลายรอบ บางชนิดมีอุปกรณ์แสดงนับรอบที่หมุน เนื่องจากตัวต้านทานปรับค่าได้นี้ มีส่วนของโลหะที่ขัดสีสึกกร่อน บางครั้งจึงอาจขาดความน่าเชื่อถือ ในตัวต้านทานปรับค่าได้รุ่นใหม่ จะใช้วัสดุซึ่งทำจากพลาสติกที่ทนทานต่อการสึกกร่อนจากการขัดสี และ กัดกร่อน

เครื่องวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าหรือโอห์มมิเตอร์ 

 มีโครงสร้างการทำงาน 3 แบบคือ

              

 1.โอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม (Series Ohmmeter) มีโครงสร้างเป็นวงจรอนุกรมประกอบด้วยแบตเตอรี่ ตัวต้านปรับค่าได้และแอมมิเตอร์ ก่อนทำการวัดให้ต่อปลายสายวัด และปรับค่าความต้านทานโอห์ม และสเกลความต้านทานจะเพิ่มขึ้นไปทางซ้ายมือจนถึงค่าสูงสุด (∞)

2.โอห์มมิเตอร์แบบขนาน (Shunt Ohmmeter) มีโครงสร้างเป็นวงจรขนาน ประกอบด้วย แบตเตอรี่และตัวต้านทานปรับค่าได้ ขนานกับแอมมิเตอร์ อาศัยการแบ่งกระแสในวงจรขนาน เช่นเดียวกันกับการขยายย่านการวัดของแอมมิเตอร์ ขณะที่ยังไม่มีการวัดต้องปรับความต้านทานให้เข็มมิเตอร์ชี้เต็มสเกล แสดงค่าความต้านทานสูงสุด (∞) เมื่อนำค่าความต้านทานที่ต้องการวัดมาต่อคร่อมแอมมิเตอร์ความต้านทานที่วัดจะแบ่งกระแสจากแอมมิเตอร์สเกลของโอห์มมิเตอร์แบบนี้จะมีศูนย์โอห์มอยู่ทางซ้ายมือ เหมาะสำหรับใช้วัดค่าความต้านทานต่ำวงจรการต่อโอห์มมิเตอร์แบบขนาน

วงจรโอห์มมิเตอร์แบบขนาน

3.โอห์มมิเตอร์แบบโพเทนทิโอมิเตอร์ (Potentiometer) โปเทนทิโอมิเตอร์เป็นวงจรโอห์มมิเตอร์ที่นิยมใช้กันมากในมัลติมิเตอร์ทั่วๆไป วงจรมิเตอร์มูฟเมนต์และความต้านทานปรับค่าศูนย์โอห์มจะต่อคร่อมตัวต้านทานค่ามาตรฐานค่าหนึ่งซึ่งจะเป็นค่าความต้านทานกลางสเกลของมิเตอร์นั่นเอง ค่าความต้านทานสูงสุดจะอยู่ทางซ้ายมือ และค่าความต้านทานศูนย์โอห์ม จะอยู่ทางขวามือ เช่นเดียวกับโอห์มมิเตอร์แบบอนุกรม

วงจรโอห์มมิเตอร์แบบโพเทนทิโอมิเตอร์

NEXT>>