ตัวความต้านทานแต่ละตัวในวงจร จะมีหน้าที่ที่แตกต่างกันออกไป
แต่หน้าที่โดยทั่วไปแล้วตัวความต้านทานจะทำหน้าที่คือ
เป็นตัวจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้า และแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตามจุดต่าง ๆ
ที่กำหนดไว้ในวงจร
ค่าของตัวความต้านทาน
จะมีหน่วยในการวัดเป็น โอห์ม (Ohm) อาจจะเขียนแทนด้วยตัวโอเมก้า (W)
1.
ชนิดของตัวความต้านทาน
เมื่อพิจารณาถึงตัวความต้านทานให้ดีแล้ว
เราพอที่จะแบ่งตัวความต้านทานออกเป็น 2 ลักษณะ คือ
1.1 แบ่งตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทาน
1.2 แบ่งตามชนิดการใช้งานของตัวความต้านทาน
ตัวความต้านทานที่แบ่งตามวัสดุที่ให้ทำนั้น
มีอยู่ 2 ชนิด คือ วัสดุประเภทโลหะ (Metallic) และวัสดุประเภทอโลหะ (No Metallic)
วัสดุประเภทโลหะ : ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้ส่วนมากจะใช้เส้นลวดเล็ก ๆ หรือแถบลวด (Ribbon) พันบนฉนวนที่เป็นแกนของตัวความต้านทาน
และที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวดจะต่อขาออกมาใช้งาน แล้วเคลือบด้วยฉนวนอีกทีหนึ่ง
อุปกรณ์ ตัวความต้านทาน
ที่ใช้เส้นลวดพันให้เกิดค่าความต้านทานนี้ส่วนมากจะเป็นพวกไวร์วาวด์รีซีสเตอร์
(Wire Wound Resistors) ตัวความต้านทานแบบนี้จะมีค่าความต้านทานที่แน่นอนและค่าความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด
แต่จะเป็นตัวความต้านทานที่มีขนาดใหญ่ และอัตราทนกำลังไฟฟ้า (วัตต์) ได้สูง
วัสดุประเภทอโลหะ ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้ ได้แก่ ผงคาร์บอน (Carbon) หรือ ผงการไฟต์ (Graphite) ที่อัดตัวกันแน่นเป็นแท่ง
และใช้ฉนวนหุ้มเพื่อป้องกันความชื้น
แล้วต่อขาออกมาใช้งานจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของผลคาร์บอน และกราไฟต์ที่มีค่าความต้านทานสูงมาก ๆ นี้จึงสามารถนำมาใช้ทำเป็นตัวความต้านทานที่มีค่าสูง
ๆ ได้ แต่จะมีขนาดเล็กลง
รูปที่ 4.2 คาร์บอน รีซีสเตอร์ (Carbon resistor)
ตัวความต้านทานประเภทนี้
จะมีค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทานมาก และอัตราทนกำลังไฟฟ้าได้ไม่สูงมากนัก
ตัวความต้านทานในการใช้งานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ พอที่จะแบ่งเป็นชนิดต่าง ๆ
ดังรายละเอียดที่จะกล่าวถึงต่อไป โดยไม่ถือว่าตัวความต้านทานนั้น
จะทำมาจากวัสดุประเภท โลหะ หรือ อโลหะ ก็ตาม ซึ่งสามารถแบ่งได้ดังนี้
1. ตัวความต้านทาน
ชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistors)
2. ตัวความต้านทาน
ชนิดเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistors)
3. ตัวความต้านทาน
ชนิดปรับแต่งค่าได้ (Adjustable Resistors)
4. ตัวความต้านทาน
ชนิดแบ่งค่าได้ (Tapped Resistors)
5. ตัวความต้านทานชนิดพิเศษ
(Special Resistors)
1. ตัวความต้านทาน
ชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistors)
คือ
ตัวความต้านทานที่มีค่าแน่นอน
ไม่สามารถแปรเปลี่ยนค่าของตัวมันเองได้ โดยมากแล้วตัวต้านทานชนิดนี้จะมีชื่อเรียกตามวัสดุที่นำมาสร้าง
เช่น คาร์บอน, ฟิล์มคาร์บอน,
ฟิล์มโลหะ หรือพวกเส้นลวดที่เป็นโลหะผสม
ตัวความต้านทานแบบคาร์บอน (Carbon Resistor) เป็นตัวความต้านทานที่นำมาจากแท่งคาร์บอน หรือ การไฟต์
ซึ่งผสมกับตัวประสาน ฟีนอลลิก แล้วจึงต่อด้วยปลายขาโลหะ ทั้งสองข้างออกมาตัวต้านชนิดนี้เป็นแบบ
ที่ใช้ในงานทั่ว ๆ ไป ซึ่งมันสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และแรงดัน
ทรานเซี้ยนท์ได้ดี คาร์บอนรีซีสเตอร์นี้
เหมาะสำหรับงานที่มีค่าคลาดเคลื่อนของความต้านทาน ± 5% ถึง
20% ทั้งนี้เนื่องจากว่า
กรรมวิธีในการผลิตที่ไม่สามารถจะควบคุมให้ผงคาร์บอนหรือกราไฟต์อัดตัวกันแน่น
เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานตามที่กำหนดได้ยาก ซึ่งมีค่าตั้งแต่ 2.7 โอห์ม ถึง 100 เมกกะโอห์ม ขนาดของตัวความต้านทานนี้
จะเป็นตัวบอกถึงได้ กำลังวัตต์ที่ใช้
ตัวความต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน (Carbon
film Resistors) ตัวความต้านทานชนิดนี้ทำได้โดยการฉาบหมึก
คาร์บอน ซึ่งเป็นตัวความต้านทานลงบนแท่งเซรามิค แล้วจึงนำไปเผา
เพื่อให้เกิดเป็นแผ่นฟิล์มคาร์บอนขึ้นมา หรืออาจจะมีเทคนิคอื่น ๆ
ในการผลิตฟิล์มคาร์บอนก็ได้
เมื่อได้แผ่นฟิล์มที่เคลือบอยู่บนแกนเซรามิคแล้ว จึงต่อขาโลหะที่จุดขั้วสัมผัสที่ปลายขาทั้ง
2
ของฟิล์มคาร์บอน ออกมาใช้งาน
และตัวความต้านทานนี้จะถูกปรับให้มีค่าเที่ยงตรง
เสร็จแล้วจึงฉาบด้วยสารที่เป็นฉนวน
รูปที่ 4.3 ตัวความต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน
จะมีคุณสมบัติในการทำงานเหมือนกับคาร์บอนรีซีสเตอร์ข้อดีของตัวความต้านทานชนิดนี้คือ
ราคาจะถูกกว่าแบบคาร์บอน แต่ไม่สามารถ ทนต่อแรงดันกระชากในช่วงสั้น ๆ
และมีค่าสัมประสิทธิ์ต่ออุณหภูมิที่ไม่ดี ค่าความต้านทานของฟิล์มคาร์บอนจะมีประมาณ
10 โอห์ม ถึง 25
เมกกะโอห์ม
ค่าความคลาดเคลื่อนปกติ ± 5%
อัตราทนกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 0.1 ถึง 10 วัตต์
ตัวความต้านทานแบบฟิลม์โลหะ (Metal
Film Resistors) เป็นตัวความต้านทานที่มีลักษณะของโครงสร้างคล้ายคลึงกับแบบฟิล์มคาร์บอน
แต่จะใช้ตัวที่ทำให้เกิดค่าความต้านทานเป็นสารจำพวกฟิล์มโลหะแทน
เทคนิคที่ใช้ในการผลิตตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ
มีดังนี้คือ
1. วิธีการฉาบตัวต้านทานภายใต้สุญญากาศ
ใช้หลักการระเหยของแผ่นฟิล์มโดยนำเอาส่วนผสมของนิเกิล – แคดเมียม
ทำให้ร้อนจัดในสุญญากาศ
ซึ่งโลหะผสมเมื่อร้อนจะผสมสารที่ถูกเจือเพียงเล็กน้อย (การโต๊ป) เพื่อใช้ควบคุมคุณสมบัติของตัวความต้านทาน การผลิตตัวความต้านทานแบบนี้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูงมาก
2. วิธีกระจาย จะใช้โลหะนิโครมที่ถูกทำให้ร้อนแล้ว
บังคับให้มันวิ่งชนอะตอมของอาร์กอนซึ่งจะมีผลทำให้อะตอมของโลหะที่ถูกชนกระเด็นไปฉาบรอบ
ๆ ฐานที่ทำด้วยเซรามิค เกิดเป็นฟิลม์โลหะขึ้น การผลิตโดยวิธีการกระจายจะทำให้ได้ค่าความต้านทานที่มีความเที่ยงตรงสูงเช่นกัน
3. วิธีการฉาบโดยใช้อ๊อกไซด์ของโลหะ
เป็นการใช้ไอระเหยของสารเคมีในการฉาบแผ่นฟิล์มอ๊อกไซด์ของดีบุกลงบนฐานที่ทำด้วยแก้ว
การผลิตด้วยวิธีนี้จะเป็นตัวความต้านทานที่ใช้สำหรับงานทั่ว ๆ ไปที่ต้องการความละเอียดปานกลาง
และงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง


รูปที่ 4.4 ตัวความต้านแบบฟิล์มโลหะ
ตัวความต้านทานแบบฟิล์มโลหะนี้
เหมาะสำหรับงานซึ่งต้องการเสถียรภาพและความเที่ยงตรงสูงกว่าแบบคาร์บอน
สามารถใช้กับงานที่เป็นกระแสไฟสลับได้ดี คือ จะมีย่านความถี่ต่ำไปจนถึงความถี่สูงเป็นเมกกะเฮิรตซ์ได้
และจะมีค่าสัมประสิทธิ์ทางอุณหภูมิต่ำ ค่าความต้านทานของแบบฟิล์มโลหะจะมีค่าประมาณ
10 โอห์ม ถึง 30 เมกกะโอห์ม อัตราทนกำลังไฟฟ้าถึง 10 วัตต์
ค่าความคลาดเคลื่อน 0.1 % ถึง 2%


รูปที่ 4.5 ตัวความต้านทานแบบตีนตะขาบ (DIP) และตัวถังแบบเดี่ยว (SIP)
ฟิล์มโลหะที่ใช้ทำตัวตามความต้านทานนี้
สามารถทำเป็นแบบฟิล์มบางที่ต่อกันหลาย ๆ ตัว ภายในโครงสร้างเดียวกัน (Network) ได้ ซึ่งจะมีลักษณะตัวถึงแบบตีนตะขาบ (DIP) และตัวถังแบบเดี่ยว (SIP: Single inline package) ดังรูปที่ 4.5
ตัวความต้านทานแบบลวดพัน (Wire Wound Resistors) เป็นตัวความต้านทานที่ทำมาจากเส้นลวดโลหะผสม
2 ชนิด หรือ 3
ชนิด
ขึ้นไป เช่น ทองแดง, นิเกิล, โครเมียม, สังกะสี และแมงกานีส
พันอยู่บนแกนฉนวนเซรามิคที่มีการระบายความร้อนได้สูง
และที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวด จะต่อขาโลหะออกมา เพื่อนำไปใช้งาน
แล้วเคลือบผิวด้วยน้ำยาเคลือบ, ซีเมนต์, ปลอกแก้ว หรือซิลิโคนเพื่อเป็นฉนวน และป้องกันความชื้น

รูปที่ 4.6
ตัวความต้านทานแบบไวร์วาวด์
ถ้าใช้ลวดโลหะผสมแมงกานิสในการทำตัวความต้านทาน
จะให้ค่าความต้านที่แน่นอนมากกว่าลวดโลหะผสมชนิดอื่น ๆ ไวร์วาวด์
รีซีสเตอร์จะมีค่าความต้านทานตั้งแต่ 0.1 โอห์ม ถึง 800 กิโลโอห์ม มีอัตราทนกำลังสูงถึง 15 วัตต์
และมีค่าความคลาดเคลื่อน 0.01% ถึง 1%
ตัวความต้านทานชนิดนี้
เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดและความเที่ยงตรงสูง
จะเป็นตัวความต้านทานที่มีขนาดใหญ่
ส่วนมากค่าความต้านทานของมันจะเขียนบอกไว้ที่ตัวของมัน
นิยมใช้ในวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า เช่น เป็นตัวความต้านทานแบ่งแรงดันในภาคจ่ายไฟ
หรือใช้ในวงจรเครื่องไฟฟ้าที่กินกระแสสูง ๆ และอื่น ๆ ฯลฯ เป็นต้น
สัญลักษณ์ของตัวความต้านทานชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistors) จะมีหลายแบบตามมาตรฐานที่กำหนดขึ้น
ดังรูป 4.7

รูปที่ 4.7 สัญลักษณ์ตัวความต้านทานชนิดคงที่
2. ตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistors)
คือ
ความต้านทานชนิดที่สามารถเปลี่ยนค่าได้ โดยการใช้แกนหมุน (แบบวงแหวน) หรือเลื่อนแกน (แบบสไลด์)
วัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทานชนิดนี้
อาจจะเป็นวัสดุประเภทเดียวกับที่ช้ำตัวความต้านทานแบบคงที่ คือ ชนิดคาร์บอน (Carbon)
หรือชนิดเส้นลวด (Wire-Wound) ซึ่งแล้วแต่ว่าจะต้องการควบคุมปริมาณของกระแสจำนวนมากน้อยเท่าไร ถ้าใช้กับวงจรที่กระแสสูง
วัสดุที่ใช้จะเป็นแบบเส้นลวด ถ้าใช้กับวงจรกระแสต่ำจะใช้กับวัสดุประเภทคาร์บอน

รูปที่ 4.8
ตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้และสัญลักษณ์ที่ใช้
โครงสร้างตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้แบบ Wire-Wound
จะใช้ลวดความต้านทานพันบนแกนกระเบื้องเคลือบหรือพลาสติกแข็ง
ซึ่งจะทำเป็นรูปวงแหวน ตรงกลางวงแหวนจะมีแขนสำหรับปรับตำแหน่ง (Contact Arm) ของความต้านทานให้อยู่ในตำแหน่งใด ๆ บนวงแหวนนี้ โดยอาศัยการหมุนแกน

รูปที่ 4.9
โครงสร้างตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้แบบ Wire – Wound
ตัวความต้านชนิดนี้เปลี่ยนค่าได้แบบคาร์บอน
จะมีลักษณะโครงสร้างคล้าย ๆ กับแบบ Wire –
Wound แต่จะทำขึ้นโดยติดสารผสมของคาร์บอนกับจานไฟเบอร์
(Fiber) และมีขาที่เคลื่อนที่ได้เป็นตัวสัมผัส (Contact) ทำหน้าที่เปลี่ยนค่าความต้านทานเมื่อหมุนแกนหรือเลื่อนแกน
ซึ่งจะมีย่านความต้านทานตั้งแต่ 50 W
ถึง 10 MW อัตราทนกำลังถึง 5 วัตต์

รูปที่ 4.10
โครงสร้างตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้แบบคาร์บอน
การใช้งานของตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้ จะมีลักษณะการใช้งานอยู่ 2 ชนิด คือ
1. การใช้งานเป็นรีโอสะตาท (Rheostat)
2. การใช้งานเป็นโพเทนทิโอมิเตอร์
(Potentionmeter)
การใช้งานเป็นรีโอสะตาต (Rheostat) เพื่อควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร จะมีลักษณะการต่อวงจรอนุกรมกับโหลด (Load)
ดังรูป
4.11

รูปที่ 4.11 การใช้งานแบบรีโอสะตาต (Rheostat)
การใช้งานเป็นแบบโพเทนทิโอมิเตอร์
(Potentiometer) ใช้สำหรับควบคุมโวลต์เตจของวงจร หรือใช้สำหรับปรับสัญญาณต่าง ๆ
ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น วอลลุ่ม (Volume),
เบส (Bass) และทรีเบิล (Treble) หรือปุ่มปรับความสว่างของโทรทัศน์ (Brightness) และอื่น ๆ ฯลฯ
วงจรโพเทนทิโอมิเตอร์
จะมีลักษณะการทำงานเหมือนกับวงจรแบ่งแรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage divider) ดังรูป
โดยความต้านทาน ที่จุด A กับ
B จะถูกแบ่งค่าความต้านทานออกเป็น R1, R2 โดยการเลื่อนขากลาง (C)
เพื่อให้ได้ความต้านทานตามต้องการ
และแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตกคร่อมโพเทนทิโอมิเตอร์จะเปลี่ยนไปด้วย

รูปที่ 4.12 การใช้งานแบบโพเทนทิโอมิเตอร์
โพเทนทิโอมิตอร์ (Potentiometer)
หรือบางทีเรียกว่า “พอท” (Pot) มีลักษณะของการเปลี่ยนความต้านทาน 2
แบบ คือ
1. ชนิดแบบ
A การเปลี่ยนค่าความต้านทานโดยการหมุนแกนนั้นจะไม่เป็นลักษณะเชิงเส้น
(Nonlinear) ค่าความต้านทานจะค่อย ๆ เพิ่มอย่างช้า ๆ
และจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อการหมุนแกนเกือบถึงปลายสุด
ซึ่งการเพิ่มขึ้นของความต้านทานนี้จะเป็นแบบอัตราทวีคูณหรือบางทีเรียกว่า
แบบล็อคสเกล (Log Scale) ส่วนมากจะใช้
เป็นตัวปรับความดังของเครื่องขยายเสียง ที่เรียกว่า วอลลุ่ม (Volume)
เช่น VR 10 KA, VR 50 KA, VR 100 KA เป็นต้น
เราจะสังเกตว่าเป็นพอทชนิดนี้ได้โดย อักษร A ที่พิมพ์ติดไว้
2. ชนิดแบบ B การเปลี่ยนค่าความต้านทานแบบนี้จะมีลักษณะที่เป็นเชิงเส้น
(Linear Scale) คือ
ค่าความต้านทานที่มีการเปลี่ยนแปลงไปจะมีค่าที่สม่ำเสมอ เป็นอัตราส่วน
โดยตรงกับการหมุนแกน
นิยมใช้เป็น เบส (Bass) และ ทรีเบิ้ล (Treble) ในเครื่องขยายเสียง
หรือปรับความสว่าง (Brightness) และความคมชัด (Contrast)
ในเครื่องรับโทรทัศน์ เช่น VR 50 kB, VR 100 kB, VR
500 kB เป็นต้น ซึ่งจะสังเกตได้จาก
ตัวอักษร B ที่ฟิล์มติดไว้ที่ตัวพอท
เหมือนเช่นกัน
ทริมพอท (TRIM POT) หรือวอลลุ่มเกือกม้า
จะเป็นพอที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานบนแผ่นปริ๊นท์ (Chassis) ของวงจรได้เลย
โดยไม่ต้องมีแกนหมุนยื่นออกมา เพื่อปรับค่าความต้านทาน แต่จะ
ใช้ไขควงช่วยในการปรับเปลี่ยนตำแหน่งต้านทานแทน
การใช้ทริมพอท จะเป็นในลักษณะที่เริ่มการทำงานของวงจรในครั้งแรก หรือใช้ปรับแต่งวงจรเมื่อมีการทำงานผิดพลาดเกิดขึ้น ซึ่งไม่จำเป็นต้องปรับแต่งหลายครั้ง
ทริมพอทส่วนมากทำมาจากวัสดุประเภทคาร์บอน ซึ่งมีค่าความต้านทานไม่สูงมากนัก


รูปที่ 4.13 ชนิดทริมพอท หรือวอลลุ่มเกือกม้า
3. ตัวความต้านทานชนิดปรับแต่งค่าได้ (Adjustable Resistors)
คือค่าความต้านทานที่สามารถปรับตำแหน่งตามค่าที่ต้องการได้
ซึ่งจะได้เฉพาะค่าใดค่าหนึ่งที่ปรับไว้เท่านั้น โดยมากใช้ตัวความต้านทานชนิดแบบไวร์วาวด์
และที่บนตัวของตัวความต้านทานชนิดนี้จะมีปลอกโลหะสวมอยู่
และสามารถเลื่อนตำแหน่งเพื่อให้ได้ค่าความต้านทานที่ต้องการได้
เสร็จแล้วซันสกูรล็อคให้จุดสัมผัสของปลอกโลหะ
กดลงบนขดลวดความต้านทานให้แน่นเพื่อป้องกันการอาร์คของหน้าสัมผัส

รูปที่ 4.14 ตัวความต้านทานชนิดปรับแต่งค่าได้
4. ตัวความต้านทานชนิดแบ่งค่าได้ (Tapped Resistors)
คือ
ตัวความต้านทานแบบชนิดไวร์วาวด์
แต่ตัวความต้านทานนี้อาจถูกแท็ปขดลวดความต้านทานออกมาเป็น ค่าความต้านทานสองหรือสามค่าได้
ซึ่งจะต่างจากตัวต้านทานชนิดปรับค่าได้ตรงที่ไม่มีปลอกโลหะสวมเพื่อปรับค่าความต้านทานดังรูป
4.15

รูปที่ 4.15 ตัวความต้านทานชนิดแบ่งค่าได้
5. ตัวความต้านทานชนิดพิเศษ
(Special
Resistors)
คือ
ตัวความต้านทานที่มีการเปลี่ยนแปลงค่าได้ตามอุณหภูมิและความเข้มของแสงที่มาตกกระทบตัวความต้านทานนี้
อันได้แก่ เทอร์มิสเตอร์ (Thermister)
และ
แอล ดี อาร์ (LDR : Light Dependent Resistor)
เทอร์มิสเตอร์ (Thermister) เป็นอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงกล่าวคือ
ค่าความต้านทานในตัวมันจะเปลี่ยนไปกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง
โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นตัวความต้านทานแบบไม่เป็นเชิงเส้น (Non-Linear) ผลิตออกใช้งานในรูปร่างขนาดต่าง ๆ กัน บ้างก็มีรูปเป็นจานเล็ก ๆ และบางประเภทเป็นแท่งเล็ก
ๆ คล้ายกับตัวความต้านทาน

รูปที่ 4.16 แสดงลักษณะของเทอร์มิสเตอร์
เทอร์มิสเตอร์ จะมีอยู่ 2 ประเภท แบ่งตาม
ส.ป.ส. ของอุณหภูมิ (Temperature-Coefficient) คือ
1. แบบ
NTC (Negative
Temperature Coefficient) คือ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ค่าความต้านทานจะลดลง
2. แบบ
PTC (Positive
Temperature
Coefficient) คือ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
ค่าความต้านทานจะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย