Sok elektronikus alkatrészhez hasonlóan az ellenállások is sokféle formában, méretben, kapacitással és típussal készülnek. Különbségek vannak az ellenállások zajának, tűréseinek, névleges teljesítményének, hőmérsékleti együtthatóinak, feszültségi együtthatóinak, frekvenciamenetének, méretének és megbízhatóságának tipikus értékei között is. Egyes ellenállások ideálisak bizonyos alkalmazásokban, másokban pedig rémálmok hibaelhárításának forrásai.
Ebben az útmutatóban megvizsgáljuk az ellenállások típusát és az egyes használati eseteket.
Szénösszetételű ellenállások
A szénösszetételű ellenállások korábban az alacsony költségük és megbízhatóságuk miatt az ellenállások leggyakoribb típusai voltak. A szénösszetételű ellenállások szénporból készült szilárd anyagtömböt, szigetelő kerámiát és kötőanyagot használnak. Az ellenállást a szén és a töltőanyag arányának változtatásával szabályozzuk.
Az ellenállás szénösszetételét a környezeti feltételek, különösen a páratartalom befolyásolják. Idővel az ellenállás megváltozik. Emiatt a szénösszetételű ellenállások gyenge ellenállástűréssel rendelkeznek, jellemzően csak 5 százalék. A szénösszetételű ellenállások teljesítménye is legfeljebb 1 watt lehet. A gyenge tűréshatárukkal és az alacsony teljesítményükkel ellentétben a szénösszetételű ellenállások jó frekvencia-átvitellel rendelkeznek, így életképesek a nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz.
Szénfilm ellenállások
A szénfólia ellenállások vékony szénréteget használnak egy szigetelőrúd tetején, amelyet úgy vágnak le, hogy keskeny, hosszú, ellenállásos utat képezzenek. Az út hosszának és szélességének szabályozásával az ellenállás pontosan 1 százalékos tűrésekkel szabályozható.
Összességében a szénfilm-ellenállás képességei jobbak, mint a szénösszetételű ellenállások, 5 wattig terjedő névleges teljesítménnyel és jobb stabilitással. A frekvenciamenet azonban rosszabb a filmbe vágott ellenállási út okozta induktivitás és kapacitás miatt.
Fém filmellenállások
Az egyik manapság használt axiális ellenállástípus a fémfilmes ellenállás. A szénfilm-ellenállásokhoz hasonlóan a fő különbség abból adódik, hogy fémötvözetet használnak ellenálló anyagként, nem pedig szén.
A fémötvözet, jellemzően nikkel-króm ötvözet, szigorúbb ellenállástűrést biztosít, mint a 0,01 százalékos tűréssel rendelkező szénfilm-ellenállások. A fémfilm ellenállások körülbelül 35 wattig kaphatók. Az ellenállási lehetőségek azonban 1 vagy 2 watt fölé kezdenek csökkenni.
A fémfilm ellenállások alacsony zajszintűek. Ezek az ellenállások stabilak, kis ellenállás-változással a hőmérséklet és az alkalmazott feszültség miatt.
Vastagréteg-ellenállások
A vastagrétegű ellenállások az 1970-es években váltak népszerűvé, és ma is gyakoriak a felületre szerelhető ellenállások. Ezeket szitanyomásos eljárással készítik, folyadékban szuszpendált, vezetőképes kerámia-üveg keverékből álló kompozit segítségével. Az ellenállás szitanyomása után magas hőmérsékleten sütik, hogy eltávolítsák a folyadékot, és megolvadjon a kerámia-üveg kompozit.
Kezdetben a vastagréteg-ellenállások tűrése gyenge volt. Ma már 0,1 százalékos tűréshatárral is kaphatók, akár 250 wattos kiszerelésben is. A vastagrétegű ellenállások magas hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, 100 Celsius fokos hőmérsékletváltozással, amely akár 2,5 százalékos ellenállásváltozást is eredményezhet.
Vékonyréteg-ellenállások
A félvezető eljárásokból kölcsönözve a vékonyréteg-ellenállásokat porlasztásnak nevezett vákuumleválasztási eljárással készítik. A porlasztásnál egy vékony vezető anyagréteget helyeznek el egy szigetelő hordozón. Ezt a vékony réteget fotómaratással rezisztív mintát hozunk létre.
A felvitt anyag mennyiségének és az ellenállási mintázat pontos szabályozásával a vékonyréteg-ellenállásokkal akár 0,01 százalékos tűrés is elérhető. A vékonyréteg-ellenállások 2,5 wattra korlátozódnak, és alacsonyabb feszültségűek, mint más típusú ellenállások, de stabil ellenállások. A vékonyréteg-ellenállások pontosságának ára van, amelyek általában kétszerese a vastagréteg-ellenállások árának.
Huzalellenállások
A legnagyobb teljesítményű és legpontosabb ellenállások a huzalos ellenállások, amelyek ritkán nagy teljesítményűek és egyszerre pontosak. A huzalellenállások úgy készülnek, hogy nagy ellenállású huz alt, általában nikkel-króm ötvözetet, egy kerámia orsó köré tekernek. A huzal átmérőjének, hosszának, ötvözetének és tekercselési mintájának változtatásával a huzalellenállás tulajdonságai az alkalmazáshoz szabhatók.
A precíziós huzalellenállások ellenállástűrése 0,005 százalékos, és körülbelül 50 wattig terjedő névleges teljesítmény mellett is megtalálható. A teljesítményhuzalos ellenállások tűrése általában 5 százalék vagy 10 százalék, de névleges teljesítményük a kilowatt tartományba esik.
A huzalellenállások nagy induktivitással és kapacitással rendelkeznek a konstrukció jellegéből adódóan, ezért ezek az alacsony frekvenciájú alkalmazásokra korlátozódnak.
Potenciométerek
A jel változtatása vagy az áramkör hangolása általános követelmény az érzékeny elektronikus alkalmazásoknál. A jel kézi beállításának egyik egyszerű módja egy változó ellenállás vagy potenciométer. A potenciométereket gyakran használják analóg felhasználói bemenetekhez, például hangerőszabályzókhoz. A kisebb, felületre szerelhető változatok hangolják vagy kalibrálják az áramkört a PCB-n, mielőtt lezárják és az ügyfelekhez szállítják.
A potenciométerek lehetnek precíz, többfordulatú változó ellenállások, de gyakran egyszerű, egyfordulatú eszközök, amelyek az ablaktörlőt egy vezetőképes szénpályán mozgatják, hogy az ellenállás közel nulláról a maximális értékre változzon.
A potenciométerek általában alacsony teljesítményűek, rossz zajjellemzőkkel és közepes stabilitással rendelkeznek. Az ellenállás változtatásának és a jel beállításának képessége azonban felbecsülhetetlen értékűvé teszi a potenciométereket számos áramkör-tervezésben és prototípus-készítésben.
Egyéb ellenállástípusok
A legtöbb alkatrészhez hasonlóan számos speciális ellenállásváltozat szolgálja ki a résigényeket. Számos meglehetősen gyakori, köztük az izzólámpa ellenállásos eleme. Egyéb speciális ellenállásváltozatok közé tartoznak a fűtőelemek, fémfólia, oxid, sönt, cermet és rácsellenállások.
