เรียนฟิสิกส์กับครูชิตชัย

รู้ไหมว่า ถ้าเราไม่มีตัวต้านทาน เราก็ไม่สามารถต่อวงจรไฟฟ้ามาใช้งานได้ อ้าวแล้วตัวต้านทานมันยิ่งใหญ่แค่ไหน ก็แค่อุปกรณ์ตัวเล็กๆ มีแถบสีเท่านั้นเอง
          ตัวต้านทานคืออะไร ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่า ตัวต้านทาน คือมันจะต้านทานการไหลไฟฟ้าทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ โดยทั่วไป ตัวต้านทานจะมีอยู่หลายแบบ แตกต่างกันตามขนาดรูปร่าง ตามแต่อัตราทนกำลังไฟฟ้า และตามค่าของมัน ซึ่งค่าของความ ต้านทาน จะมีหน่วยเป็นโอห์ม (ohm) ค่าความต้านทานนี้ในตัวต้านทานบางแบบจะพิมพ์ลงบนตัวมันเลย และก็มีบางแบบเช่นกันที่จะ บอกค่าความต้านทานมาเป็นแถบสี

          ธรรมชาติของตัวต้านทาน

ใช่แล้ว ! บางทีเราพูดได้ว่าตัวต้านทานก็คือตัวนำที่เลวได้ หรือในทางกลับกันตัวนำทีดีหรือตัวนำสมบูรณ์ เช่น ซูเปอร์คอนดักเตอร์ จะไม่มีค่าความต้านทานเลย ดังนั้น ถ้าต้องการทดสอบเครื่องมือวัดของเราว่ามีค่าเที่ยงตรง ในการวัดมากน้อยเท่าใด เราสามารถทดสอบ ได้โดยการนำเครื่องมือวัดของเราไปวัดตัวนำที่มีค่าความต้านทานศูนย์โอห์ม เครื่องมือที่นำไปวัดจะต้องวัดค่าได้เท่ากับ ศูนย์โอห์มทุก ย่านวัด  ตัวนำที่ดีที่สุดหรือตัวนำที่ค่อนข้างดี จำเป็นมากสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ในงานอิเล็กทรอนิกส์จะใช้อุปกรณ์ที่รู้จักกันในชื่อว่า โอห์มมิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบค่าความต้านทานของตัวต้านทาน (จักรกฤษณ์ นพคุณ : ออนไลน์ )

          โครงสร้างภายในของตัวต้านทานค่าคงที่

          กรรมวิธีในการผลิตตัวต้านทานมีด้วยกันหลายวิธีตามแต่ชนิดของตัวต้านทาน เช่นการใช้ลวดพันรอบโครงสร้างของตัวต้านทาน แล้วก็ต่อขาออกมาใช้งาน

โครงสร้างภายในของตัวต้านทานคงที่ ก.แบบคาร์บอน ข.แบบไวร์วาวด์ ค.แบบเมตัลฟิล์ม

          ตัวต้านทาน เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดสองขั้ว ที่สร้างความต่างศักย์ทางไฟฟ้าขึ้นคร่อมขั้วทั้งสอง โดยมีสัดส่วนมากน้อยตามกระแสที่ไหลผ่าน อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ และปริมาณกระแสไฟฟ้า ก็คือ ค่าความต้านทานทางไฟฟ้า หรือค่าความต้านทาน
          หน่วยค่าความต้านทานไฟฟ้าตามระบบเอสไอ คือ โอห์ม อุปกรณ์ที่มีความต้านทาน ค่า 1 โอห์ม หากมีความต่างศักย์ 1 โวลต์ไหลผ่าน จะให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ซึ่งเท่ากับการไหลของประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ (ประมาณ 6.241506 × 10¹⁸ elementary charge) ต่อวินาที

ตัวต้านทานแบบต่างๆ

ชนิดของตัวต้านทาน

R แบบค่าคงที่ ( Fixed Resistor )
ที่นิยมและเห็นมีการใช้งานอยู่ทั่วไปจะมี 3 แบบ
            
     – แบบที่ 1 Resistor 4 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 5 % )
                 – แบบที่ 2 Resistor 5 แถบสี  ( ค่าความผิดพลาด 1 % )
                 – แบบที่ 3 Resistor แบบทนวัตต์สูง ( ค่าความผิดพลาด 5-10 % )
R แบบปรับค่าได้ ( Variable Resistor )
Variable Resistor  เรียกตัวย่อสั้นๆว่า  VR   เป็นตัวต้านทานที่สามารถปรับ เปลี่ยนแปลงค่าได้ เช่น ใช้ในการปรับแต่งเสียง แสง สี แรงดันไฟ กระแส และต่าง ๆ มากมาย

การอ่านค่าตัวต้านทาน ก่อนอื่นต้องอ่านค่าสีและท่องจำให้แม่นยำก่อน

หลังจากท่องท่องจำรหัสสีได้แม่นแล้ว ต่อไปจะเป็นการอ่านค่าตัวต้านทาน

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 4 แถบสี ( ค่าความผิดพลาด 5 % )
1. หลักการอ่าน ให้เอาสีทองไว้ด้านขวามือเสมอ จะได้สีแรกที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 และ 2 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 3 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้ 
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีทองเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 5 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 95 – 105 โอห์มในช่วงนี้

ตัวอย่าง

จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 12000 โอห์ม

น้ำตาล    = 1  ( ตัวตั้ง )
แดง       = 2  ( ตัวตั้ง )
ส้ม         = 000  ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 3 = 1000 )
ทอง       = ความฃผิดพลาด + 5 %

ซึ่งการอ่านค่าความต้านทานโดยทั่วไป
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000 ไปหารจะได้หน่วยเป็น K หรืออ่านว่า กิโล
– ถ้าหากค่าเกิน 1,000,000 ขึ้นไปมักจะเอา 1,000,000  ไปหารจะได้หน่วยเป็น M หรืออ่านว่า เมกกะ

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบ 5 แถบสี ( ค่าความผิดพลาด 1 % จะใช้สีน้ำตาลเป็นสีสุดท้าย แยกห่างจากพวก )
หลักการอ่านค่า R 5 แถบสีนี้ใช้หลักการเหมือนกัน เพียงแต่สีที่เพิ่มเข้ามาเป็นเพียงตัวตั้งหลักที่ 3 เท่านั้นเอง
1. หลักการอ่าน ให้เอาสี น้ำตาล ที่แยกห่างออกจากพวกไว้ด้านขวามือเสมอ ส่วนจะได ้สีแรก ที่อยู่ทางด้านซ้ายมือสุด
2. ให้เขียนค่าสีที่ 1 , 2  และ 3 ลงไปเลยตามตารางรหัสสีที่ได้จากตาราง
3. สีที่ 4 เป็นตัวคูณ ( 10 ยกกำลัง ค่าสี ) หรือพูดง่ายๆก็คือจำนวนเลข 0 ที่ต้องเติมเข้าไป ยกเว้น 
    – สีดำที่เท่ากับ 0 จะไม่ต้องเติมเพราะ 10 ยกกำลัง 0 เท่ากับ 1 คูณกับตัวไหนได้ตัวนั้น ฉะนั้นไม่ต้องเติม
    – สีทองให้เอา 0.1 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
    – สีเงินให้เอา   0.01 ไปคูณกับค่าสี 2 หลักแรกที่อ่านได้
4. สีที่ 4 จะบอกค่าความผิดพลาด เช่น R ที่มีสีน้ำตาลเป็นสีสุดท้ายจะมีความค่าผิด + 1 % ของสีที่อ่านได้ หมายความว่า ยกตัวอย่างเช่น R 100 โอห์ม ค่าจริงที่วัดได้อาจจะประมาณ 99 – 101  โอห์มในช่วงนี้
ตัวอย่าง

    จากตัวอย่าง R ดังรูปจะได้ค่าความต้านทานเท่ากับ 15000 โอห์ม

น้ำตาล    = 1   ( ตัวตั้ง )
เขียว      = 5   ( ตัวตั้ง )
ดำ         = 0   ( ตัวตั้ง )
แดง       = 00 ( ตัวคูณ 10 ยกกำลัง 2 = 100 )
น้ำตาล = ความฃผิดพลาด + 1 %

การอ่านค่าตัวต้านทานแบบทนวัตต์สูง ( หรือที่นิยมเรียกกันว่า R กระเบื้อง )
โดยทั้วไป R ประเภทนี้จะเขียนบอกค่า ความต้านทาน และอัตราทนกำลัง ไว้บนตัวถังเลย
ตัวอย่าง

หมายเหตุ : อาจจะเขียนสลับตำแหน่งกันระหว่าง ค่าความผิดพลาดกับ ค่าวัตต์ ก็เป็นได้ 

ที่มา : วารสาร HOBBY ELECTRONICS ฉบับที่ 40 เดือน สิงหาคม 2537
และ : http://www.repair-rectifier.com/en_resistor.htm

ศึกษาชนิดของตัวต้านทานแบบต่างๆ เพิ่มเติมที่นี่ครับ