เนื้อหา เรื่อง ตัวต้านทาน ประกอบด้วยหัวข้อ
 
หลักการเบื้องต้น
ชนิดของตัวต้านทาน
หน่วยของความต้านทาน
การอ่านค่าความต้านทาน
การวัดค่าความต้านทานของตัวต้านทาน
 
 
ชนิดของตัวต้านทาน
 

ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบ่งโดยยึดเอาค่าความต้านทานเป็นหลักจะแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด คือ
1. ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor)
2. ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (Adjustable Resistor)
3. ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor)

 
ตัวต้านทานแบบค่าคงที่
 

ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท ที่นิยมในการนำมาประกอบใช้ในวงจรทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปมีดังนี้

1. ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition)
2. ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film)
3. ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน ( Carbon Film)
4. ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
5. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา ( Thick Film Network)
6. ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง ( Thin Film Network)
 
ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition)
 

เป็นตัวต้านทานที่นิยมใช้กันแพร่หลายมาก มีราคาถูก โครงสร้างทำมาจากวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นตัวต้านทานผสมกันระหว่างผงคาร์บอนและผงของฉนวน อัตราส่วนผสมของวัสดุทั้งสองชนิดนี้จะทำให้ค่าความต้ายทานมีค่ามากน้อยเปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการ บริเวณปลายทั้งสองด้านของตัวต้านทานต่อด้วยลวดตัวนำ บริเวณด้านนอกของตัวต้านทานจะฉาบด้วยฉนวน

 
 
รูปที่ 2 แสดงตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม
 
ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film)
 

ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะทำมาจากแผ่นฟิล์มบางของแก้วและโลหะหลอมเข้าด้วยกันแล้วนำไปเคลือบที่เซรามิค ทำเป็นรูปทรงกระบอก แล้วตัดแผ่นฟิล์มที่เคลือบออกให้ได้ค่าความต้านทานตามที่ต้องการ ขั้นตอนสุดท้ายจะทำการเคลือบด้วยสารอีป๊อกซี (Epoxy) ตัวต้านทานชนิดนี้มีค่าความผิดพลาดบวกลบ 0.1% ถึงประมาณบวกลบ 2% ซึ่งถือว่ามีค่าความผิดพลาดน้อยมาก นอกจากนี้ยังทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากภายนอกได้ดี สัญญาณรบกวนน้อยเมื่อเทียบกับตัวต้านทานชนิดอื่น ๆ

 
 
รูปที่ 3 แสดงตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ
 
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน ( Carbon Film)
 

ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน เป็นตัวต้านทานแบบค่าคงที่โดยการฉาบผงคาร์บอนลงบนแท่งเซรามิคซึ่งเป็นฉนวน หลังจากที่ทำการเคลือบแล้วจะตัดฟิล์มเป็นวงแหวนเหมือนเกลียวน๊อต ในกรณีที่เคลือบฟิลม์คาร์บอนในปริมาณน้อยจะทำให้ได้ค่าความต้านทานสูง แต่ถ้าเพิ่มฟิล์มคาร์บอนในปริมาณมากขึ้นจะทำให้ได้ค่าความต้านทานต่ำ ตัวต้านทานแบบฟิลืมโลหะมีค่าความผิดพลาด บวกลบ 5% ถึง บวกลบ 20% ทนกำลังวัตต์ตั้งแต่ 1/8 วัตต์ ถึง 2 วัตต์ มีค่าความต้านทานตั้งแต่ 1 ถึง 100M

 
 
รูปที่ 4 แสดงตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน
 
ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
 

โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้เกิดจากการใช้ลวดพันลงบนเส้นลวดแกนเซรามิค หลังจากนั้นต่อลวดตัวนำด้านหัวและท้ายของเส้นลวดที่พัน ส่วนค่าความต้านทานขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำเป็นลวดตัวนำ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของแกนเซรามิคและความยาวของลวดตัวนำ ขั้นตอนสุดท้ายจะเคลือบด้วยสารประเภทเซรามิคบริเวณรอบนอกอีกครั้งหนึ่ง ค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบนี้จะมีค่าต่ำเพราะต้องการให้มีกระแสไหลได้สูง ทนความร้อนได้ดี สามารถระบายความร้อนโดยใช้อากาศถ่ายเท

 
( ข ) การติดตั้งแนวนอน
( ค) ประเภททนกำลังวัตต์ได้สูง

(ก)การติดตั้งแนวตั้ง เพื่อระบายความร้อน

( ง) ประเภทเซอรามิคไวร์วาวด์
( จ ) ประเภทอลูมิเนียมไวร์วาวด์
 

รูปที่ 5 แสดงตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ชนิดต่าง ๆ

 
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา ( Thick Film Network)
 

โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้ทำมาจากแผ่นฟิล์มหนา มีรูปแบบแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในรูปที่ 6 แสดงตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนาประเภทไร้ขา (Chip Resistor) ตัวต้านทานแบบนี้ต้องใช้เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลิต มีอัตราทนกำลังประมาณ 0.063 วัตต์ ถึง 500 วัตต์ ค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 1% ถึง บวกลบ 5%

 
( ก ) ตัวต้านทานแบบชิพ
( ข ) ตัวต้านทานแบบเน็ทเวอร์ค
 
( ค) ตัวต้านทานแบบไร้ขา
( ง) ตัวต้านทานแบบดิพไอซี
 
รูปที่ 6 แสดงตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนาชนิดต่าง ๆ
 
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง ( Thin Film Network)
 

โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้ทำมาจากแผ่นฟิล์มบาง มีลักษณะรูปร่างเหมือนกับตัวไอซี (Integrate Circuit) ใช้เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลิตเช่นเดียวกับตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา โดยส่วนใหญ่จะมีขาทั้งหมด 16 ขา การใช้งานต้องบัดกรีเข้ากับแผ่นลายวงจร อัตราทนกำลัง 50 มิลลิวัตต์ มีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 0.1% และอัตราทนกำลัง 100 มิลลิวัตต์ จะมีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 5% ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดไม่เกิน 50 VDC

 
 

รูปที่ 7 แสดงรูปร่างและสัญลักษณ์ของตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง

 
ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
 

โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้ทำมาจากแผ่นฟิล์มบาง มีลักษณะรูปร่างเหมือนกับตัวไอซี (Integrate Circuit) ใช้เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลิตเช่นเดียวกับตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา โดยส่วนใหญ่จะมีขาทั้งหมด 16 ขา การใช้งานต้องบัดกรีเข้ากับแผ่นลายวงจร อัตราทนกำลัง 50 มิลลิวัตต์ มีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 0.1% และอัตราทนกำลัง 100 มิลลิวัตต์ จะมีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 5% ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดไม่เกิน 50 VDC

 
 
รูปที่ 8 แสดงลักษณะรูปร่างของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
 
ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้
 

ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำมาจากคาร์บอนเซรามิค หรือพลาสติกตัวนำ ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่น ในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง, ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่น โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot) สำหรับชนิดที่มีแกนเลื่อนค่าความต้านทานหรือแบบที่มีแกนหมุนเปลี่ยนค่าความต้านทานคือโวลลุ่ม (Volume) เพิ่มหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชั้น, 2 ชั้น และ 3 ชั้น เป็นต้น ส่วนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไม่มีแกนปรับโดยทั่วไปจะเรียกว่า โวลลุ่มเกือกม้า หรือทิมพอต (Trimpot)

 
 
รูปที่ 9 แสดงลักษณะรูปร่างของตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้
 

ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้นี้ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ด้วยกัน คือ โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) และเซนเซอร์รีซิสเตอร์ (Sensor Resistor)

 

โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer)

 

โพเทนชิโอมิเตอร์หรือพอต (Pot) คือตัวต้านทานที่เปลี่ยนค่าได้ในวงจรต่าง ๆ โครงสร้างส่วนใหญ่จะใช้วัสดุประเภทคาร์บอนผสมกับเซรามิคและเรซินวางบนฉนวน ส่วนแกนหมุนขากลางใช้โลหะที่มีการยืดหยุ่นตัวได้ดี โดยทั่วไปจะเรียกว่าโวลลุ่มหรือ VR (Variable Resistor) มีหลายแบบที่นิยมใชในปัจจุบันคือแบบ A, B และ C

 
(ก)
((ข)
(ค)
(ง)
 
 
รูปที่ 10 แสดงลักษณะรูปร่างและสัญลักษณ์ของโพเทนชิโอมิเตอร์และรีโอสตาท
 

จากรูปที่ 10 ( ก) จะเห็นว่าโพเทนชิโอมิเตอร์มี 3 ขา ขาที่ 1 และ 2 จะมีค่าคงที่ส่วนขาที่ 3 เปลี่ยนแปลงขึ้นลงตามที่ต้องการ ส่วนรีโอสตาทนั้นจะมี 2 ขา ตามรูปที่ 10 ( ข) แต่ในกรณีที่ต้องการต่อโพเทนชิโอมิเตอร์ให้เป็นรีโอสตาทก็ทำได้โดยการต่อขาที่ 3 เข้ากับขาที่ 2 ก็จะกลายเป็นรีโอสตาทตามรูปที่ 10 (ค) ส่วนรูปที่ 10 (ง) แสดงโครงสร้างทั่ว ๆ ไปของโพเทนชิโอมิเตอร์
อีกชนิดหนึ่งคือจำพวกฟิล์มคาร์บอนใช้วิธีการฉาบหรือพ่นฟิล์มคาร์บอนลงในสารที่มีโครงสร้างแบบเฟโนลิค (Phenolic) ส่วนแกนหมุนจะใช้โลหะประเภทที่ใช้ทำสปริงเช่นเดียวกัน ตัวอย่างเช่น VR 100 KA หมายความว่า การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานต่อการหมุนในลักษณะของลอกการิทึม (Logarithmic) หรือแบบล็อกคือหมุนค่าความต้านทานจะค่อย ๆ เปลี่ยนค่า พอถึงระดับกลางค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนิยมใช้เป็นโวลลุ่มเร่งความดังของเสียง ส่วนแบบ B นั้นค่าความต้านทานจะเปลี่ยนไปในลักษณะแบบลิเนีย (Linear) หรือเชิงเส้นคือค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นตามการหมุนที่เพิ่มขึ้น ส่วนมากนิยมใช้ในวงจรชุดควบคุมความทุ้มแหลมและวงจรแบ่งแรงดัน

 
 
รูปที่ 11 แสดงความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานแบบ A และแบบ B
 
 
รูปที่ 12 แสดงลักษณะรูปร่างของรีโอสตาทแบบต่าง ๆ ที่มีอัตราทนกำลังวัตต์สูง
 

ตัวต้านทานแบบโพเทนชิโอมิเตอร์อีกประเภทหนึ่งคือ ตัวต้านทานแบบปรับละเอียด (Trimmer Potentiometers) ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนมากมักใช้ประกอบในวงจรประเภทเครื่องมือวัดและทดสอบ เพราะสามารถปรับหมุนเพื่อต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานได้ทีละน้อยและสามารถหมุนได้ 15 รอบหรือมากกว่า ซึ่งเมื่อเทียบกับโพเทนชิโอมิเตอร์แบบที่ใช้ในเครื่องรับวิทยุและเครื่องเสียง ซึ่งจะหมุนได้ไม่ถึง 1 รอบก็จะทำให้ค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

 
รูปที่ 13 แสดงลักษณะของตัวต้านทานแบบโพเทนชิโอมิเตอร์แบบปรับละเอียด
 
ตัวต้านทานชนิดพิเศษ
 

ตัวต้านทานชนิดพิเศษ เป็นตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างจากตัวต้านทานทั่ว ๆ ไป เช่น ใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ ใช้เป็นสวิตช์เปิดปิดไฟด้วยแสง ฯลฯ เป็นต้น

 

แอลดีอาร์ (LDR : Light Dependent Resistor)

 

LDR คือตัวต้านทานชนิดที่มีความไวต่อแสงมาก บางครั้งเรียกว่าตัวต้านทานแบบโฟโต้คอนดัคตีฟเซล (Photoconductive Cell) หรือโฟโต้เซล โครงสร้างภายในโดยทั่วไปจะทำด้วยสารแคดเมีมซัลไฟต์ (Cadmium Sulfide) หรือแคดเมียมเซลีไนต์ (Cadmium Selenide) มึความเข้มของแสงระหว่าง 4,000 A (Blue Light) ถึง 10,000 A (Infrared) 1 A เท่ากับ M Light

 
 
รูปที่ 14 แสดงรูปลักษณะโครงสร้างและสัญลักษณ์ของตัวแอลดีอาร์
 
รูปที่ 15 แสดงค่าความต้านทานตามความเข้มของแสง
 
 
รูปที่ 16 แสดงการหาค่าความต้านทานและความสัมพันธ์กับแสงของ LDR
 

เมื่อมีแสงมาตกกระทบที่ LDR จะทำให้ค่าความต้านทานภายในตัว LDR ลดลง จะลดลงมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับแสงที่ตกกระทบ ในกรณีที่ไม่มีแสงหรืออยู่ในตำแหน่งที่มืดค่าความต้านทานภายในตัว LDR จะมีค่าเพิ่มมากขึ้นตามรูปที่ 2.16 การทดสอบ LDR อย่างง่าย ๆ คือต่อสายมิเตอร์เข้ากับ LDR ตั้งย่านวัดโอห์ม หาอุปกรณ์ให้แสงสว่างเช่นไฟฉายหรือหลอดไฟ โดยให้แสงตกกระทบที่ตัว LDR ตรงด้านหน้า แล้วสังเกตุค่าความต้านทานจากมิเตอร์จะมีค่าลดลง ถ้ามีอุปกรณ์ไปบังแสงทำให้มืดค่าความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
หน้าที่แล้ว I กลับสู่เมนูด้านบน I หน้าต่อไป
 
 
 
ดร.อภิชาติ อนุกูลเวช

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล