بدیهی است که داشتن تمام مقادیر ممکن مقاومت برای مثال 3Ω ،2Ω ،1Ω و ... از نظر عملی ممکن نیست چون در آنصورت بایستی صدها میلیون مقاومت مختلف برای پوشش دادن تمامی مقادیر مقاومت‌ها وجود داشته باشند. در عوض مقاومت‌ها در مقادیر ترجیحی تولید می شوند که مقدار مقاومت با کد رنگی روی بدنه آن چاپ می‌شود.

مقدار مقاومت، خطای مجاز یا تلرانس و توان اسمی معمولا بصورت اعداد یا در صورت بزرگ بودن اندازه آنها مانند مقاومت‌های بزرگ پرتوان، بصورت حروف روی بدنه چاپ می‌شوند. ولی وقتیکه اندازه مقاومت کوچک باشد، مانند مقاومت ¼ وات نوع کربنی یا لایه ای، این مقادیر بایستی از طریق دیگری نمایش داده شوند چون که چاپ عددی یا متنی غیرقابل خواندن خواهند بود.

برای حل این مشکل، مقاومت‌های کوچک از نوارهای رنگی برای نمایش مقدار مقاومت و خطای مجاز استفاده می کنند و اندازه فیزیکی مقاومت، توان اسمی آنرا مشخص می‌کند. این نوارهای رنگی سیستم تشخیص مقاومت را تعیین می‌کند که با اصطلاح کد رنگی مقاومت نیز شناخته می‌شود.

طرح کد رنگی مقاومت یک راه حل ساده و سریع پذیرفته شده جهانی برای تشخیص مقدار اهمی مقاومت بدون در نظر گرفتن اندازه یا شرایط دیگر آن است. این کد شامل مجموعه‌ای از نوارهای رنگی مطابق با ترتیب رنگ‌های طیف می‌باشد که مقدار عددی مقاومت را مشخص می‌کند.

کد رنگی مقاومت‌ها یک به یک از سمت چپ به راست خوانده می‌شوند و نوار آخر از سمت راست با عرض بیشتر مقدار خطای مجاز مقاومت را نشان می‌دهد. با پیدا کردن عدد متناظر نوار اول از نمودار شکل زیر، رقم اول مقدار مقاومت تعیین می‌شود. به همین شکل با پیدا کردن عدد متناظر نوار رنگی دوم و سوم، ارقام بعدی مقدار مقاومت مشخص می‌شوند. در شکل زیر نمودار کد رنگی برای مقاومت‌های 4، 5 و 6 نواری نشان داده شده است:

 

جدول کد رنگی مقاومت

رنگ	عدد متناظر	ضریب	خطای مجاز
مشکی	0	1
قهوه ای	1	10	%1 ±
قرمز	2	100	%2 ±
نارنجی	3	1,000
زرد	4	10,000
سبز	5	100,000	%0.5 ±
آبی	6	1,000,000	%0.25 ±
بنفش	7	10,000,000	%0.1 ±
خاکستری	8		%0.05 ±
سفید	9
طلائی		0.1	%5 ±
نقره ای		0.01	%10 ±
خالی			%20 ±

 

محاسبه مقدار مقاومت

در این بخش نحوه محاسبه مقدار مقاومت از کدهای رنگی توضیح داده می‌شود. همانطور که اشاره شد نوارها از چپ به راست خوانده می‌شوند و نوار اول از نزدیکترین نوار به لبه کناری در طرف چپ مقاومت شروع می‌شود:

(Ω) ^{نوار سوم} 10 X نوار دوم ، نوار اول = ضریب ، رقم دوم ، رقم اول

برای مثال، یک مقاومت دارای نوارهای رنگی زیر می‌باشد:

4 7 2 = 4 7 x 10² = 4700Ω = قرمز بنفش زرد

 

نوار چهارم و پنجم برای تعیین خطای مجاز مقاومت بکار می روند. خطای مجاز به حداکثر اختلاف بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار اسمی مقاومت گفته می‌شود که ناشی از فرایند تولید می‌باشد و مقدار آن بصورت درصدی از مقدار نامی یا اسمی مقاومت بیان می‌شود.

خطای مجاز برای مقاومت‌های لایه ای معمولا در محدوده 1% تا 10% می‌باشد در حالیکه مقاومت‌های کربنی دارای خطای مجاز تا 20% نیز هستند. مقاومت‌های با خطای مجاز کمتر از 2% را مقاومت‌های دقیق می نامند که قیمت بیشتری نسبت به مقاومت‌های با خطای مجاز بالاتر دارند.

اکثر مقاومت‌های پنج نواری خطای مجاز 1% یا 2% دارند در حالیکه بیشتر مقاومت‌های چهار نواری دارای خطای مجاز 5%، 10% یا 20% هستند. کدهای رنگی که برای نشان دادن خطای مجاز مقاومت استفاده می‌شود عبارتند از:

%1 = قهوه ای ,2% = قرمز ,5% = طلائی ,10 % = نقره ای

اگر مقاومتی نوار چهارم مربوط به خطای مجاز را نداشته باشد بطور پیش فرض خطای مجاز آن 20% است.

 

کد استاندارد بریتانیایی (BS 1852)

بطور کلی در مقاومت‌های پرتوان بزرگتر، نیازی به سیستم کد رنگی نیست و مقدار مقاومت به همراه خطای مجاز و حتی توان (وات) اسمی روی بدنه مقاومت حک می‌شوند. بدلیل اینکه در این نوع نمایش احتمال اشتباه خواندن محل نقطه اعشاری مقدار اهمی مخصوصا در اثر تغییر رنگ یا کثیفی بدنه مقاومت وجود دارد، از یک سیستم کدبندی دیگری برای حک مقدار مقاومت استفاده می‌شود.

این سیستم کدبندی بر اساس استاندارد بریتانیایی BS EN 60062 می‌باشد که نقطه اعشاری با پسوند “K” برای نشان دادن ضریب هزار یا کیلو اهم، پسوند“M” برای نشان دادن ضریب میلیون یا مگا اهم و حرف “R” برای حالتیکه ضریب مقاومت برابر یا کمتر از یک باشد جایگزین می‌شود و همچنین می توان از این حروف برای نشان دادن نقطه اعشاری به شکل جدول زیر استفاده نمود:

 

کد BS1852 برای نمایش مقدار مقاومت
0.47Ω = R47 or 0R47
1.0Ω = 1R0
4.7Ω = 4R7
47Ω = 47R
470Ω = 470R 0K47 یا
1.0KΩ = 1K0
4.7KΩ = 4K7
47KΩ = 47K
470KΩ = 470K 0M47 یا
1MΩ = 1M0

 

بعضی از تولید کنندگان مقاومت در انتهای مقدار مقاومت از حروف اضافی برای نشان دادن خطای مجاز استفاده می کنند مانند 4K7 J که این حروف پسوند خطای مجاز عبارتند از:

 

کدهای خطای مجاز مقاومت (±)
B = 0.1%
C = 0.25%
D = 0.5%
F = 1%
G = 2%
J = 5%
K = 10%
M = 20%

 

همچنین موقع خواندن کدهای مقاومت به این نکته توجه کنید که حرف k کیلو اهم مقاومت با حرف K خطای مجاز 10% یا حرف M مگا اهم مقاومت با حرف M خطای مجاز 20% اشتباه نشود.

 

خطاهای مجاز، سری-E و مقادیر ترجیجی مقاومت

همانطور که اشاره شد تولید مقاومت در هر مقدار دلخواه از نظر عملی ممکن نیست چون در آنصورت بایستی صدها میلیون مقاومت مختلف برای پوشش مقادیر مختلف مقاومت‌ها وجود داشته باشند. در عوض مقاومت‌ها با ظرفیت اهمی مشخصی تولید می‌شوند که بطور عموم آنها را مقادیر ترجیحی می نامند.

بجای داشتن مقادیر ترتیبی مقاومت از 1Ω و بالاتر، مقادیر مشخص مقاومت با محدوده خطای مجاز وجود دارند. خطای مجاز مقاومت، حداکثر اختلاف بین مقدار واقعی و مقدار اسمی آن است و بصورت مقدار درصد مثبت منفی اعلام می‌شود. برای مثال، مقدار واقعی مقاومت 1kΩ با احتساب خطای مجاز 20%± بین مقادیر حداقل و حداکثری است که از روابط زیر محاسبه می‌شوند.

 

مقدار حداکثر مقاومت:

1kΩ 1000Ω + 20% = 1,200Ω یا

مقدار حداقل مقاومت:

1kΩ 1000Ω - 20% = 800Ω یا

 

پس طبق این مثال حداکثر اختلاف بین مقادیر واقعی مقاومت‌های مختلف 1kΩ با خطای مجاز 20%±، که مقدار بیشینه آن 1,200Ω و کمینه اش 800Ω می‌باشد به ازای همان مقدار اسمی 400Ω است.

در بیشتر مدارات الکتریکی و الکترونیکی خطای مجاز 20% مقاومت معمولا مشکلی ایجاد نمی‌کند ولی در کاربردهای حساس و دقیق مانند فیلترها یا مدارات اسیلاتوری که نیاز به استفاده از مقاومت‌های با خطای مجاز کمتر می‌باشد، نمی توان از مقاومت با خطای مجاز 20% بجای مقاومت 1% یا 2% استفاده نمود.

مقاومت‌های پنج و شش نوار رنگی معمولا در انواع لایه ای 1% و 2% موجود هستند و نوع عمومی تر آنها با کد چهار رنگی و خطای مجاز 5% و 10% هستند. مقاومت‌ها با خطاهای مجاز مختلفی تولید می‌شوند ولی دو سری معمول آنها E12 و E24 هستند.

سری E12 شامل دوازده مقدار مقاومت در هر دهه می‌باشد، (هر دهه نشانگر ضرایب 10 می‌باشد یعنی 10، 100، 1000 و ...)، در حالیکه سری E24 شامل 24 مقدار در هر دهه و سری E96 شامل 96 مقدار در هر دهه است. سری خیلی دقیق E192 با خطای مجاز تا 0.1%± شامل 192 مقدار در هر دهه است.

 

سری E6 با خطای مجاز 20% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8
سری E12 با خطای مجاز 10% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
سری E24 با خطای مجاز 5% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.2, 8.2, 9.1
سری E96 با خطای مجاز 1% – مقادیر مقاومت‌ها در واحد Ω
1.00, 1.02, 1.05, 1.07, 1.10, 1.13, 1.15, 1.18, 1.21, 1.24, 1.27, 1.30, 1.33, 1.37, 1.40, 1.43, 1.47, 1.50, 1.54, 1.58, 1.62, 1.65, 1.69, 1.74, 1.78, 1.82, 1.87, 1.91, 1.96, 2.00, 2.05, 2.10, 2.15, 2.21, 2.26, 2.32, 2.37, 2.43, 2.49, 2.55, 2.61, 2.77, 2.74, 2.80, 2.87, 2.94, 3.01, 3.09, 3.16, 3.24, 3.32, 3.40, 3.48, 3.57, 3.65, 3.74, 3.83, 3.92, 4.02, 4.12, 4.22, 4.32, 4.42, 4.53, 4.64, 4.75, 4.87, 4.99, 5.11, 5.23, 5.36, 5.49, 5.62, 5.76, 5.90, 6.04, 6.19, 6.34, 6.49, 6.65, 6.81, 6.98, 7.15, 7.32, 7.50, 7.68, 7.87, 8.06, 8.25, 8.45, 8.66, 8.87, 9.09, 9.31, 9.53, 9.76

 

پس می‌توانیم با در نظر گرفتن خطای مجاز، سری متناسب مقاومت و فاکتور ضریب، هر مقدار اهمی مقاومت در آن سری را بدست بیاوریم. برای مثال، مقاومت سری E12 را در نظر بگیرید، 10% خطای مجاز و مقدار اسمی 3.3، پس مقادیر منتاظر مقاومت‌های این رنج برابرند با:

مقاومت = ضریب x مقدار

3.3 x 1 = 3.3Ω

3.3 x 10 = 33Ω

3.3 x 100 = 330Ω

3.3 x 1,000 = 3.3kΩ

3.3 x 10,000 = 33kΩ

3.3 x 100,000 = 330kΩ

3.3 x 1,000,000 = 3.3MΩ

منطق ریاضی پشت این مقادیر ترجیحی سری‌ها از ریشه n-ام سری مورد استفاده حاصل می‌شود. برای مثال، برای سری E6 با خطای مجاز 20% شش مقدار یا پله مختلف مقاومت (1.0 تا 6.8) وجود دارد و از ریشه ششم عدد 10 (⁶√10) حاصل می‌شود، و برای سری E12 با خطای مجاز 10% دوازده مقدار یا پله مختلف مقاومت (1.0 تا 8.2) وجود دارد که از ریشه دوازدهم عدد 10 (¹²√10) بدست می‌آید.

خطای مجاز سری مقاومت‌های ترجیحی بر اساس استاندارد بریتانیایی BS 2488 تولید می‌شوند و مقادیر محدوده مقاومت‌ها طوری انتخاب شده اند که در بیشینه و کمینه خطای مجاز هر مقاومت با مقاومت همسایه همپوشانی داشته باشد. برای مثال، سری E24 با خطای مجاز 5% را در نظر بگیرید. دو مقدار مقاومت همسایه پشت سر هم 47 و 52 اهم می‌باشند.

47Ω + 5% = 49.35Ω, 51Ω – 5% = 48.45Ω و

پس تنها 0.9Ω همپوشانی وجود دارد.

 

مقاومت‌های نصب سطحی

مقاومت‌های نصب سطحی یا SMD، دارای قالب بسیار کوچک مقاومت لایه ای اکسید فلزی هستند که برای لحیم کردن بر روی سطح مدار چاپی طراحی شده اند. مقاومت‌های نصب سطحی معمولا دارای بدنه بستر سرامیکی هستند که لایه ضخیم مقاومت اکسید فلزی روی آن نشانده شده است.

مقدار مقاومت با افزایش ضخامت لایه، طول یا نوع لایه بکار برده شده قابل کنترل است و مقاومت‌های خیلی دقیق با خطای مجاز بسیار پایین در حد 0.1% را می توان تولید کرد. این نوع مقاومت‌ها دارای ترمینال های فلزی در دو سر بدنه هستند که به آنها اجازه می‌دهد مستقیما روی مدار چاپی لحیم شوند.

یک کد 3 یا 4 رقمی برای نمایش مقدار مقاومت روی مقاومت‌های نصب سطحی حک می‌شود. مقاومت‌های SMD استاندارد از کد 3 رقمی استفاده می کنند که دو رقم اول آن نشانگر دو عدد مقدار مقاومت می‌باشد و رقم سوم ضریب مقاومت را تعیین می‌کند. برای مثال:

“103” = 10 × 10³ Ω = 10 KΩ

“392” = 39 × 10² Ω = 3.9 KΩ

“563” = 56 × 10³ Ω = 56 KΩ

“105” = 10 × 10⁵ Ω = 1 MΩ

رقم سوم مقاومت‌های نصب سطحی که مقدار آنها کمتر از 100Ω است را معمولا صفر می نویسند: مثلا "390"، "470"، "560" که رقم سوم صفر به منزله ضریب 1 = 10⁰ می‌باشد.

“390” = 39 x 1 Ω = 39Ω 39RΩ یا

“470” = 47 x 1 Ω = 47Ω 47RΩ یا

همانطور که در استاندارد BS 1852 نیز اشاره شد، برای نشان دادن مقاومت‌های کوچکتر از 10 اهم از حرف "R" استفاده می کنیم پس 4R7 به معنی 4.7Ω می‌باشد.

مقاومت‌های نصب سطحی که بر روی آنها "000" یا "0000" حک شده باشد دارای مقدار مقاومت 0 اهم یا بعبارت دیگر اتصال کوتاه هستند.