ตัวต้านทาน (Resistor) คืออะไร

    ตัวต้านทาน หรือเรียกอีกชื่อว่าตัว R เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปนิยมเอามาประกอบเป็นเครื่องใช้ไฟ้ฟ้า เช่น วงจรเครื่องรับวิทยุ วงจรโทรทัศน์ วงจรเครื่องขยายเสียง เป็นต้น ตัวต้านทานที่ต่ออยู่ในวงจรไฟฟ้าทำหน้าที่ในการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทำด้วยลวดต้านทานหรือถ่านคาร์บอน เป็นต้น ในกรณีที่มีความต้านทานมากจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้น้อยลง หากกลับกัน หากมีความต้านทานน้อยจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มาก ลดแรงดัน และจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร ตัวต้านทานมีรูปแบบและขนาดแตกต่างกันตามลักษณะของการใช้งาน นอกจากนี้ยังแบ่งออกเป็นชนิด ค่าคงที่ และ ชนิดปรับค่าได้

คุณสมบัติเฉพาะตัวของ ตัวต้านทาน
"ต้านทานกระแสไฟฟ้า "ทั้งไฟฟ้ากระแสสลับ และ ไฟฟ้ากระแสตรง"
จากกฎของโอห์มที่ว่า E=I x R (แรงดัน เท่ากับ กระแส คูณ ความต้านทาน)
ชนิดและรูปร่างหน้าตาของ ตัวต้านทาน

      ตัวต้านทานมีมากมายหลากหลายชนิด แต่อันที่จริงแล้วเพียงแค่รูปร่างหน้าตาเท่านั้นที่ไม่เหมือนกัน เพราะจุดประสงค์หลักก็คือ "ต้านทานกระแสไฟฟ้า" เอาหละไปดูกันดีกว่าครับว่ามีแบบไหนที่คุ้นตากันบ้าง

แบ่งได้เป็น 3 ชนิดหลักดังนี้

  1. ตัวต้านทาน ค่าคงที่ (Fixed Resistor) นิยมใช้งานมากที่สุด มีในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด
  2.ตัวต้านทาน ปรับค่าได้ (Adjustable Resistor) การใช้งานจะสามารถปรับค่าความต้านทานได้กว้างแต่ส่วนใหญ่เมื่อปรับแล้วจะคงค่าไว้ตลอด
  3.ตัวต้านทาน เปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) นิยมใช้งาน เช่น ใช้ในการเร่งลดความดังในเครื่องขยายเสียง
1. ตัวต้านทาน ค่าคงที่ (Fixed Resistor) 

สัญลักษณ์ของตัวต้านทานค่าคงที่ 

      ชนิดค่าคงที่นี้สามารถพบเห็นและถูกใช้งานมากที่สุด เพราะสามารถใช้งานได้ง่ายไม่ยุ่งยากเพียงแค่ 2 ขาเท่านั้นเองโดยเจ้าตัวต้านทาน  ค่าคงที่นี้สามารถจำแนกได้ตามชนิดและรูปร่างดังนี้

ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition)

         ตัวต้านทานแบบคาร์บอน เป็นตัวต้านทานชนิดที่พบบ่อยมากที่สุด สาเหตุที่ตัวต้านทานคาร์บอนได้รับความนิยมเพราะ ราคาถูกจึงนิยมใช้ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบตัวต้านทานผลิตจากส่วนผสมของฝุ่นผงคาร์บอนที่บดละเอียดหรือกราไฟท์ (คล้ายกับไส้ดินสอ) และผงเซรามิก (ดินเหนียว) ที่ไม่นำไฟฟ้าเพื่อใช้เป็นโครงสร้างภายนอกของตัวต้านทาน

     อัตราส่วนของฝุ่นคาร์บอนต่อเซรามิก (ตัวนำต่อฉนวน) กำหนดค่าความต้านทานโดยรวมของส่วนผสมและยิ่งอัตราส่วนของคาร์บอนสูงเท่าใดความต้านทานโดยรวมก็จะยิ่งลดลง ส่วนผสมถูกขึ้นรูปเป็นรูปทรงกระบอกโดยมีสายโลหะหรือตะกั่วติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าตามที่แสดงก่อนที่จะเคลือบด้วยวัสดุฉนวนด้านนอกและเครื่องหมายรหัสสีเพื่อแสดงค่าความต้านทาน

     ตัวต้านทานแบบคาร์บอน สามารถทนกำลังไฟฟ้าได้ต่ำถึงปานกลาง และ มีความเหนี่ยวนำต่ำทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในลักษณะงานที่มีความถี่สูง แต่ก็อาจการรบกวนและความเสถียรเมื่อเกิดความร้อน สามารถทนกำลังไฟได้ตั้งแต่ 1/4, 1/2, 1, 2, 3, 5 วัตต์(W.) สามารถหาซื้อได้ตามร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องมีทุกร้านแน่นอนโดยหน้าตาของ ตัวต้านทานชนิดนี้ ถ้าได้เห็นก็ต้องร้องอ๋อแน่นอน การอ่านค่าความต้านทานของตัวต้านทานชนิดนี้ ใช้การอ่านค่าสี โดยมีทั้งแบบ 4แถบสี และ 5แถบสี โดยรายละเอียดวิธีการอ่านไว้บทความถัดไปครับ

ตัวต้านทานแบบฟิล์ม (Film)

       ตัวต้านทานแบบฟิล์ม ประกอบด้วยตัวต้านทานฟิล์มโลหะ ฟิล์มคาร์บอนและโลหะออกไซด์ซึ่งโดยทั่วไปทำจากโลหะบริสุทธิ์ เช่น นิกเกิลหรือฟิล์มออกไซด์ โดยนำ ดีบุกออกไซด์หุ้มลงบนแท่งเซรามิกที่เป็นฉนวน หรือสารตั้งต้น ค่าความต้านทานของตัวต้านทานจะถูกกำหนดโดยการเพิ่มความหนาตามที่ต้องการของฟิล์มที่หุ้มฉนวนเอาไว้โดยบางครั้งอาจเรียกว่า "ตัวต้านทานฟิล์มหนา" หรือ "ตัวต้านทานฟิล์มบาง"เมื่อถูกหุ้มหรือพันลงไปแล้วจะใช้เลเซอร์เพื่อตัดรูปแบบร่องเกลียวเกลียวที่มีความแม่นยำสูงลงในฟิล์มนี้ การตัดฟิล์มมีผลในการเพิ่มสื่อกระแสไฟฟ้าหรือความต้านทานเช่นการใช้ลวดตรงยาว ๆ แล้วขึ้นรูปเป็นขดลวด 

     วิธีการผลิตนี้ช่วยให้ได้ตัวต้านทานความทนทานที่มีค่าความผิดพลาดใกล้เคียง (1% หรือน้อยกว่า) เมื่อเทียบกับตัวต้านทานแบบคาร์บอนที่เรียบง่ายกว่า ค่าความคลาดเคลื่อนของความตัวต้านทาน(เช่นความต้านทาน 100 โอห์ม) ค่าจริงที่ผลิตได้คือ 103.6 โอห์มและแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์เช่น 5% 10% เป็นต้น ตัวต้านทานแบบฟิล์มยังให้ค่าโอห์ม ที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับชนิดและค่าอื่น ๆ มีค่าเกิน10MΩ (10 ล้านโอห์ม)

ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (WireWound)

          Wirewound Resistor สร้างโดยการพันลวดโลหะผสมบางๆ (Nichrome) หรือลวดที่คล้ายกันพันเข้ากับเซรามิกฉนวนในรูปแบบของเกลียวเกลียวคล้ายกับตัวต้านทานแบบฟิล์ม โดยทั่วไปตัวต้านทานประเภทนี้จะมีเฉพาะในวงจรที่ต้องการความแม่นยำสูง และยังมีค่าโอห์มมิกที่ต่ำมาก (ตั้งแต่0.01Ωถึง100kΩ) นอกจากนี้ยังสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าตัวต้านทานชนิดอื่นๆ ที่มีค่าโอห์มมิกเท่ากันโดยสามารถทนกำลังไฟฟ้าได้เกิน 300 วัตต์ ตัวต้านทานกำลังสูงเหล่านี้จะถูกติดกับตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียมโดยมีครีบติดอยู่เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวโดยรวมเพื่อลดการสูญเสียต่อความร้อนและช่วยในการระบายความร้อน

สัญลักษณ์ของตัวต้านทาน ปรับค่า และ เปลี่ยนค่า

        มีรูปแบบสัญลักษณ์ที่เหมือนกันครับ จากที่ผมได้ลองค้นข้อมูลจาก อินเทอร์เน็ต ดูหากผิดพลาดสามารถบอกได้นะครับ

2. ตัวต้านทาน ปรับค่าได้ (Adjustable Resistor) ตัวต้านทานชนิดนี้เป็นตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์อีกชนิดหนึ่งที่สามารถปรับเปลี่ยนค่าความต้านทานที่ต้องการใช้งานได้ โดยบนที่ตัวต้านทานชนิดนี้จะมีปลอกโลหะหลวมอยู่ และสามารถเลื่อนตำแหน่งเพื่อให้ได้ความต้านทานที่ต้องการ มีสกรูขันยึดปลอกโลหะให้สัมผัสแน่นกับเส้นลวดที่ตัวต้านทาน ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเลื่อนเปลี่ยนตำแหน่ง การใช้งานของตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ จะใช้ค่าความต้านทานเฉพาะค่าใดค่าหนึ่งที่ปรับไว้เท่านั้น รูปร่างและสัญลักษณ์ของตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่า แสดงดังรูป (ตัวต้านทานชนิดนี้ สามารถทนกำลังวัตต์ได้สูง)

3.ตัวต้านทาน เปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor)

         ตัวต้านทาน เปลี่ยนค่าได้ พอได้อ่านหรือฟังอาจจะดูแปลกๆ เพราะปกติจะถูกเรียกว่า ตัวต้านทานปรับค่าได้ ซึ่งหน้าตาของตัวต้านทานชนิดนี้ก็ตามภาพด้านบนเลยครับ จะถูกใช้เป็น โวลลุ่มปรับเร่งลดเสียง พอเห็นเช่นนี้แล้วก็คงจะอ๋อกันเลยหละผมว่า ไม่เฉพาะในเครื่องขยายเสียง เครื่องมือวัดก็ใช้กัน โทรทัศน์รุ่นเก่าๆ เครื่องคุมแสง สี เครื่องจ่ายไฟสำหรับห้องทดลอง เป็นต้น และ ตัวต้านทานที่นำมาใช้เป็น Volume นั้นมีด้วยกันอีก 3 แบบคือ

    1.แบบ A หรือแบบล็อก(Log) ค่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในตอนปลาย
    2.แบบ B หรือแบบลิเนียร์(Linear)ค่าจะเปลี่ยนแปลงแบบสม่ำเสมอแต่ต้นจนปลาย
    3.แบบ C ชนิดนี้จะตรงข้ามกับแบบ A คือค่าจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในตอนต้น

ขอบคุณข้อมูลจาก ตัวต้านทาน คือ Resistor? (ake-remake.blogspot.com)