تفاوت مقاومت و امپدانس

مقدمه

اگر از آن دسته افرادی هستید که با مدارهای الکتریکی و الکترونیکی سرو کار دارید، حتما به اصطلاح “امپدانس” برخورد کرده اید. برای اینکه با مفهوم و تعریف امپدانس و مقاومت بهتر آشنا شوید، باید بگوییم که مقاومت (Resistor) به مخالفت یک ماده در برابر جریان الکتریکی در مدار های DC (جریان مستقیم ) اشاره دارد، اما مفهوم امپدانس گستره وسیع‌ تری را پوشش می ‌دهد. امپدانس (Impedance) به بیان ساده تر، به مخالفت کلی یک مدار در برابر جریان متناوب (AC) گفته می شود. در این مقاله قصد داریم به بررسی تفاومت مقاومت و امپدانس و نحوه محاسبه آن بپردازیم. اتصال مقاومت ‌ها در مدارهای الکتریکی به دو صورت سری و موازی می باشند که درک تفاوت مقاومت سری و موازی در طراحی و تحلیل مدارهای الکتریکی، نقش بسیار مهمی را در تعیین رفتار مدار ایفا می کند. اگر با این عبارات آشنایی ندارید، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

قبل از خرید مقاومت، باید نیازمندی‌ های پروژه خود را اعم از مقدار مقاومت، توان تحمل، دقت، تلورانس و سایر پارامترهای مورد نیاز به دقت مشخص نمایید. چرا که، مقاومت های الکتریکی موجود در بازار دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام براساس ویژگی ها و کاربردهای خاصی که دارند، می توانند در عملکرد مدارهای الکتریکی تأثیر بسزایی داشته باشند. فروشگاه اینترنتی راد الکتریک با ارائه طیف گسترده ‌ای از مقاومت صنعتی با برند های معتبر جهانی، به شما کمک می کند تا متناسب با پروژه خود بهترین انتخاب را داشته باشید. اگر به دنبال بروز ترین و جدید ترین قیمت مقاومت الکتریکی هستید، تنها کافی است که با مجموعه راد الکتریک که از بزرگترین توزیع کنندگان مقاومت صنعتی از جمله مقاومت سرامیکی، مقاومت ولتاژ بالا، مقاومت فلزی، مقاومت ترمز آسانسور، مقاومت شنت، مقاومت رئوستا، مقاومت ترمز آلومینیومی و … در ایران است، تماس حاصل فرمایید. قیمت مقاومت متغیر و مقاومت ثابت براساس عوامل مختلفی مانند دقت، توان، اندازه، و تحمل مقاومت بسیار متغیر است که هر کدام از این ویژگی ها به نوبه خود بر قیمت آن تأثیر می گذارد.

خواهشمند است برای خرید انواع مقاومت با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.

  تلفن تماس : 02136614690        موبایل :  09123118834   

مقاومت چیست؟

مقاومت (Resistor)، خاصیتی از مواد است که میزان عبور جریان الکتریکی در مدار را محدود می کند و براساس قانون اهم، رابطه مستقیمی با ولتاژ و جریان عبوری دارد. علاوه بر آن، مقاومت، انرژی جنبشی الکتریکی را به گرما تبدیل کرده و در نهایت، باعث افت ولتاژ در مدار می شود. یکای مقاومت اهم (Ohm) است که با نماد (Ω) نمایش می دهند.

تنوع محصولات در راد الکتریک بسیار زیاد است که از پرفروش ترین انواع مقاومت الکتریکی را می توان به مقاومت سیمی اهمیت OHMITE آمریکا، مقاومت فلزی آرکول انگلیس، مقاومت ترمز اینورتر گلداستار ، مقاومت هیت سینک دار طلایی ARCOL انگلیس، مقاومت شنت روسی OTK، مقاومت راه انداز گلداستار کره، مقاومت ولتاژ بالا اهمیت امریکا، جعبه مقاومت گلداستار GOLDSTAR، مقاومت سرامیکی تسلا TESLA آلمان، مقاومت رئوستا GOLDSTAR گلداستار و… اشاره نمود. تیم متخصص راد الکتریک، آماده است تا به شما در انتخاب بهترین مقاومت وات بالا برای کاربرد های صنعتی تان راهنمایی و مشاوره دهد. ما با در نظر گرفتن تمامی پارامتر های فنی و نیازهای خاص پروژه شما، بهترین گزینه را پیشنهاد می ‌دهیم.

امپدانس (Impedance) چیست؟

به زبان ساده، امپدانس یا Impedance، مخالفتی است که یک مدار در برابر عبور جریان متناب AC از خود نشان می دهد. امپدانس، علاوه بر مقاومت شامل عناصر راکتیوی مانند خازن و سلف هم می شود و به فرکانس سیگنال (جریان متناوب) حساس است و با تغییر فرکانس، مقدار آن نیز تغییر می ‌کند. امپدانس (Impedance) با نماد Z نشان داده می شود و در واقع معیاری است که میزان سختی عبور جریان متناوب (AC) از یک مدار را تعیین می‌ کند.

تفاوت بین مقاومت داخلی و امپدانس

مقاومت داخلی و امپدانس هر دو مفاهیمی هستند که به مخالفت یک مدار در برابر جریان الکتریکی اشاره دارد. اما درک شباهت و تفاوت بین مقاومت و امپدانس برای طراحی و تحلیل مدارهای الکترونیکی بسیار حائز اهمیت است. هر دو مقاومت و امپدانس میزان شدت جریان در مدار را کاهش می دهند و با واحد اهم (Ω) اندازه‌ گیری می ‌شوند و همچنین هر دو آنها بخشی از انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می کنند. از تفاوت مقاومت و امپدانس به نوع جریان، ماهیت و تاثیر فرکانس می باشد. مقاومت به مخالفت در برابر جریان مستقیم (DC) اشاره دارد. در حالی که، امپدانس مفهومی کلی ‌تر است که شامل مخالفت در برابر جریان متناوب می شود و علاوه بر مقاومت، خازن و سلف ها را نیز در بر می گیرد. از دیگر تفاوت امپدانس و مقاومت این است که مقاومت یک کمیت حقیقی و مستقل از فرکانس بوده، در حالی که، امپدانس یک کمیت مختلط شامل قسمت حقیقی (مقاومت) و قسمت موهومی (راکتانس) می باشد و وابسته به فرکانس است.

امپدانس و محاسبه آن

همانطور که در مبحث بالا اشاره شد، امپدانس (Impedance)، مخالفت کل مدار است که در برابر عبور جریان متناوب (AC) از خود نشان می دهد. اجزی تشکلیل دهنده امپدانس شامل مقاومت (Resistance) و راکتانس (Reactance) می شود. راکتانس، در واقع به مخالفتی گفته می ‌شود که عناصری مانند خازن ‌ها و سلف‌ ها در برابر تغییرات جریان متناوب (AC) ایجاد می‌ کنند و در دو نوع راکتانس خازنی (Xc) و راکتانس القایی (Xl) تقسیم می ‌شود.

محاسبه امپدانس

Impedance (امپدانس) یک عدد مختلط است که شامل قسمت حقیقی (مقاومت) و قسمت موهومی (راکتانس) می ‌شود و با نماد Z نمایش می دهند و با واحد اهم (Ω) اندازه گیری می شود. امپدانس را می توان با بهره گیری از فرمول زیر محاسبه نمود.

Z = R+ j x

که در این فرمول:

Z: امپدانس (بر حسب اهم)
R: مقاومت (بر حسب اهم)
X: راکتانس (X = XL – XC)
j: واحد موهومی

در این فرمول تعریف شده، Z نمایانگر امپدانس است که به صورت معمول با یک عدد مختلط نشان داده می شود. حرف R مقدار مقاومت را نشان می دهد که با یک عدد حقیقی مشخص خواهد شد. حرف X در این فرمول تعریف شده، تعیین کننده راکتانس است. مقدار راکتانس را با اعداد موهومی یا حرف ( j ) نشان می دهند. یکی از تفاوت‌ های کلیدی مقاومت و امپدانس، وابستگی آن‌ ها به فرکانس جریان است. مقاومت، مخالفتی ثابت و مستقل از فرکانس است . در حالی که برخلاف مقاومت، امپدانس به شدت به فرکانس جریان متناوب وابسته است. این به دلیل وجود عناصر راکتیو مانند خازن ‌ها و سلف ‌ها در مدار می باشد.

خواهشمند است برای خرید مقاومت الکتریکی با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.

  تلفن تماس : 02136614690        موبایل :  09123118834   

مقایسه مقاومت داخلی و امپدانس

مقاومت و امپدانس، دو اصطلاحی هستند که اغلب در بحث‌ های الکترونیکی به کار می‌ روند و عموما برای توصیف رفتار مدارها در برابر جریان الکتریکی استفاده می ‌شوند. برای درک بهتر، تفاوت بین مقاومت داخلی و امپدانس در موارد ذیل بیان شده است.

رفتار در مدار

• مقاومت داخلی: در مدار های جریان مستقیم (DC) و متناوب (AC) کاربرد دارد و در واقع مخالفتی است که در برابر هر دو نوع جریان ایجاد می ‌شود.
• امپدانس: عمدتاً در مدارهای AC کاربرد دارد و علاوه بر مقاومت، شامل راکتانس (عناصر راکتیو مانند خازن‌ها و سلف ‌ها) نیز می شود.

نمایش ریاضی

• مقاومت داخلی: به صورت یک مقدار ثابت و حقیقی نمایش داده می ‌شود. (R)
• امپدانس: به صورت یک عدد مختلط نمایش داده می ‌شود (Z = R + jX)، که در آن R مقاومت و X راکتانس است.

وابستگی به فرکانس

• مقاومت داخلی: معمولاً مستقل از فرکانس است و فقط به مواد و ساختار فیزیکی منبع بستگی دارد.
• امپدانس: وابسته به فرکانس است، زیرا راکتانس القایی و خازنی به فرکانس سیگنال AC بستگی دارند.

کاربرد

• مقاومت داخلی: بیشتر در تحلیل منابع انرژی مانند باتری ‌ها و ژنراتور ها استفاده می ‌شود.
• امپدانس: در تحلیل مدارهای AC، انتقال سیگنال، طراحی سیستم‌ های مخابراتی و فیلترها کاربرد دارد.

چه زمانی از مقاومت و امپدانس استفاده کنیم؟

انتخاب بین استفاده از مفهوم مقاومت و امپدانس به نوع مداری بستگی دارد که با آن سر و کار داریم. در مدارهای جریان مستقیم (DC) که به صورت یکنواخت در یک جهت جریان دارند، از مفهوم مقاومت استفاده می کنیم. در واقع مقاومت، مخالفت یک ماده در برابر عبور جریان مستقیم را نشان می دهد. اما در مدارهایی که جریان الکتریکی به صورت سینوسی تغییر می کند (مدارهای جریان متناوب (AC))، مفهوم امپدانس به کار می ‌رود. امپدانس علاوه بر مقاومت، شامل راکتانس (مخالفت ناشی از خازن‌ها و سلف ‌ها) نیز می ‌شود. به طور خلاصه، تفاوت مقاومت و امپدانس به نوع مدار و فرکانس سیگنال بستگی دارد. امپدانس مفهومی کلی ‌تر است که به مخالفت کلی مدار در برابر جریان متناوب (AC) اشاره دارد که شامل مقاومت و راکتانس می شود. در صورتی که مقاومت داخلی به مخالفت ماده در برابر عبور جریان الکتریکی در مدارهای DC اشاره دارد.

عوامل مؤثر بر مقاومت داخلی و امپدانس

مقاومت داخلی و امپدانس در هر مدار الکتریکی تأثیرات متعددی دارند که بر عملکرد و کارایی آن تأثیر گذار هستند. در ادامه به برخی از عوامل موثر بر این دو ویژگی اشاره می‌ کنیم:

• ساختار مواد: نوع متریال استفاده شده در مدار ( مانند فلزات، نیمه ‌هادی‌ها و عایق‌ ها) بر مقاومت داخلی تاثیر گذار است.
• دما: با افزایش دما، مقاومت داخلی اکثر مواد افزایش می ‌یابد. در برخی نیمه ‌هادی ‌ها، با افزایش دما، مقاومت داخلی کاهش می ‌یابد.
• فرکانس: مقاومت داخلی، مستقل از فرکانس است. در حالی که امپدانس به فرکانس سیگنال ورودی بستگی دارد.
• بارهای متصل: نوع و مقدار بار متصل به مدار می‌تواند بر روی مقاومت و امپدانس تأثیر بگذارد.
• رطوبت و دما: شرایط محیطی می ‌توانند بر روی عملکرد الکتریکی مواد و بنابراین بر مقاومت داخلی و امپدانس تأثیرگذار باشد.

خواهشمند است برای خرید انواع مقاومت صنعتی سرامیکی با بهترین کیفیت و قیمت ارزان تنها کافی است که با شماره تلفن درج شده در قسمت زیر با کارشناسان مجرب ما جهت دریافت مشاوره رایگان تماس حاصل فرمایید.

  تلفن تماس : 02136614690        موبایل :  09123118834   

نقش مقاومت و امپدانس در کاربردهای الکترونیکی و صنعتی

مقاومت و امپدانس دو مفهوم اساسی در مهندسی برق و الکترونیک است که نقش بسیار مهمی را در عملکرد صحیح مدارهای الکترونیکی ایفا می‌ کنند. این دو مفهوم، اگرچه شباهت هایی با هم دارند، اما تفاوت مقاومت و امپدانس و درک آن ها برای مهندسان الکترونیک و افرادی که با سیستم های الکترونیکی سر و کار دارند، بسیار ضروری است. نقش و کاربرد این دو مفهوم مقاومت و امپدانس را در صنایع الکترونیک و صنعت به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می دهیم.

نقش مقاومت

• کنترل جریان و ولتاژ: مقاومت ها برای محدود کردن جریان در مدارها مورد استفاده قرار می گیرند. این مزیت از وارد شدن و عبور بیش از حد جریان جلوگیری خواهد کرد.
• تقسیم ولتاژ: از مقاومت ها در مدارهای تقسیم ولتاژ (Voltage Divider) بهره می برند تا ولتاژ مورد نیاز برای اکثر بخش های مدار به درستی تامین شود. به طور مثال، در سنسور ها و مدار های اندازه گیری از تقسیم ولتاژ برای کاهش دادن ولتاژ ورودی استفاده می گردد.
• اتلاف انرژی به صورت گرما: مقاومت می تواند باعث تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی شود. در وسایلی مانند بخاری های برقی، المنت های گرمایشی یا تسترها از مقاومت به منظور تولید گرما استفاده می گردد.
• محافظت از مدار: مقاومت ها را می توان به عنوان یک فیوز یا محافظ در مدارها مورد استفاده قرار داد. این موضوع موجب جلوگیری از آسیب دیدن قطعات حساس در اثر جریان بیش از حد خواهد شد.
  فیلتر کردن سیگنال ها: مقاومت ها در ساخت فیلترهای الکترونیکی ( مانند فیلترهای پایین گذر و بالا گذر ) استفاده می شوند و در هنگام ترکیب با خازن ها و سلف ها فرکانس های خاصی از سیگنال ها را حذف یا تقویت می نماید.
• تطبیق امپدانس: در برخی از مدارها، می توان مقاومت ها را برای تطبیق امپدانس، بین دو بخش از مدار مورد استفاده قرار داد. این عمل موجب انتقال حداکثری توان خواهد شد و در نهایت باعث کاهش سیگنال ها می گردد

نقش امپدانس

• تحلیل مدارهای AC: امپدانس در مدارهای AC بر خلاف مقاومت به فرکانس سیگنال وابسته است.
• مدارهای تشدید: امپدانس در مدارهای تشدید مانند مدارهای رادیویی و تلویزیونی نقش کلیدی دارد.
• طراحی تقویت ‌کننده‌ ها: امپدانس ورودی و خروجی تقویت‌ کننده ‌ها بر عملکرد آن‌ ها تأثیرگذار است.
• طراحی فیلترها: امپدانس در طراحی فیلتر های الکترونیکی برای جداسازی فرکانس‌ های مختلف استفاده می‌ شود.
• آنالیز مدارهای AC: امپدانس برای تحلیل رفتار مدارهای AC در فرکانس ‌های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

تأثیر دما بر مقاومت و امپدانس

دما، یکی از مهمترین عاملی که بر مقاومت الکتریکی و امپدانس مواد و اجزای الکترونیکی تأثیر می‌ گذارد. این تأثیر به دلیل تغییرات در ساختار اتمی مواد با تغییر دما است.

تأثیر دما بر مقاومت

• مواد رسانا (فلزات): در اکثر فلزات، با افزایش دما، مقاومت الکتریکی نیز افزایش می یابد. این افزایش مقاومت باعث کاهش بازدهی باتری‌ ها و منابع تغذیه می‌ شود.
• مواد نیمه‌ رسانا و عایق: برخلاف فلزات، در نیمه‌ رساناها، با افزایش دما، مقاومت الکتریکی کاهش می‌ یابد.
• مواد با ضریب دمایی منفی (NTC): برخی مواد مانند ترمیستورهای NTC (Negative Temperature Coefficient) دارای ضریب دمایی منفی هستند که در سنسورهای دما و مدارهای کنترل دما استفاده می ‌شوند. بدین ترتیب، مقاومت آن‌ ها با افزایش دما کاهش می ‌یابد.
• مواد با ضریب دمایی مثبت (PTC): برخی مواد مانند ترمیستورهای PTC (Positive Temperature Coefficient) که دارای ضریب دمایی مثبت هستند، در محافظت از مدارها و کنترل جریان استفاده می ‌شوند. یعنی مقاومت آن‌ها با افزایش دما افزایش می‌ یابد.

تأثیر دما بر امپدانس

امپدانس (Impedance)، که شامل مقاومت، راکتانس خازنی و راکتانس القایی می شود، نیز تحت تأثیر دما قرار می‌ گیرد.

• مقاومت: همانطور که گفته شد، با افزایش دما، مقاومت اکثر مواد افزایش می ‌یابد.
• راکتانس خازنی: برخلاف مقاومت، راکتانس خازنی با افزایش دما معمولاً کاهش می ‌یابد.
• راکتانس القایی: راکتانس القایی، برخلاف دو مورد قبلی، حساسیت کمتری به تغییرات دما نشان می ‌دهد. یعنی، تغییرات راکتانس القایی با دما بسیار کمتر از تغییرات مقاومت و راکتانس خازنی است.

کلام آخر

در این مقاله سعی کردیم که شما را با مفهوم و تفاوت امپدانس و مقاومت در مهندسی برق و الکترونیک آشنا کنیم. همانطور که در مطلب بالا مورد بحث و بررسی قرار گرفت، مقاومت و امپدانس هر دو مفاهیمی هستند که برای توصیف مخالفت یک مدار در برابر جریان الکتریکی استفاده می ‌شوند و در مدارهای جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) کاربردهای گسترده‌ای دارند. درک این دو مفهوم در طراحی و تحلیل مدارهای الکترونیکی، انتقال اطلاعات، تجهیزات صوتی و تصویری، سیستم ‌های کنترل و اتوماسیون نقش بسزایی داشته و انتخاب بین مقاومت و امپدانس به نوع مدار و فرکانس سیگنال نیز بستگی دارد. در ضمن باید یادآور شویم که، مقاومت ها در مدارهای جریان مستقیم DC یک مقدار ثابت و مستقل از فرکانس است. در حالی که امپدانس ترکیبی از مقاومت و راکتانس بوده و در مدارهای با جریان متناوب AC کاربرد دارد و به فرکانس جریان متناوب وابسته است. با تغییر فرکانس، مقدار امپدانس نیز تغییر خواهد کرد.