Ugljeni otpornik otpornik je vrsta fiksiranog otpornika koji ograničava ili smanjuje električni tok u kolu. Izrađen je od čvrstog cilindričnog tijela ugljena ili grafitne prahu smiještenoj s vezivom, poput gliničane glinice ili smole. Ugljena prah djeluje kao provodnik, dok vezivo djeluje kao izolator. Otpornik ima dva metala kapca ili poklopca pričvršćena na njegovim krajevima, koji ga povezuju s kolom.
Ugljeni otpornici su se široko koristili u prošlosti, ali su sada zamijenjeni drugim vrstama otpornika, poput metalnih folija ili navijanih žica, zbog njihove niske stabilnosti i visoke cijene. Međutim, ugljeni otpornici još uvijek imaju neke prednosti i primjene, posebno u koloima s visokoenergetskim pulsima.
Vrijednost otpora ugljenog otpornika označena je bojnim trakama na njegovom tijelu. Bojne trake predstavljaju znamenke, množitelje i tolerancije prema standardnom kodu. Postoje dvije vrste bojne kodiranja za ugljeni otpornik: opće i precizne.
Opće bojno kodiranje ima četiri bojne trake i koristi se za otpornike s tolerancijom od ±5% ili više. Prve dvije bojne trake predstavljaju prvu i drugu znamenku vrijednosti otpora. Treća bojna traka predstavlja množitelj, koji je snaga desetke kojom se znamenke množe. Četvrta bojna traka predstavlja toleranciju, koja je postotak odstupanja od nominalne vrijednosti.
Na primjer, otpornik sa smeđom, crnom, crvenom i zlatnom trakom ima vrijednost otpora od 10 x 10^2 Ω = 1 kΩ s tolerancijom od ±5%.
Precizno bojno kodiranje ima pet bojnih traka i koristi se za otpornike s tolerancijom manjom od ±2%. Prve tri bojne trake predstavljaju prvu, drugu i treću znamenku vrijednosti otpora. Četvrta bojna traka predstavlja množitelj, koji je snaga desetke kojom se znamenke množe. Peta bojna traka predstavlja toleranciju, koja je postotak odstupanja od nominalne vrijednosti.
Na primjer, otpornik sa smeđom, crnom, crnom, narandžastom i smeđom trakom ima vrijednost otpora od 100 x 10^3 Ω = 100 kΩ s tolerancijom od ±1%.
Ugljeni otpornici imaju neke prednosti i nedostatke u usporedbi s drugim vrstama otpornika. Neki od njih su:
Mogu podnijeti visokoenergetske impulse bez oštećenja ili propusta.
Mogu imati visoku vrijednost otpora do nekoliko megaohma.
Su jeftini i lako proizvedeni.
Imaju lošu stabilnost i točnost zbog promjena vrijednosti otpora tijekom vremena, temperature, vlage, napona i savarenja.
Imaju visok temperaturni koeficijent (TCR), što znači da se njihova vrijednost otpora značajno mijenja s promjenama temperature.
Imaju nisku kapacitet rasipanja snage i moraju se deratirati iznad 70 °C.
Imaju visoki razina buke zbog nasumičnog kontakta između ugljena i veziva.
Imaju nisku izolacijsku rezistenciju i visoku ovisnost o naponu.
Ugljeni otpornici su prikladni za primjene koje zahtijevaju rad s visokoenergetskim impulsima, zaštita od talasa ili ispraznjenja, ograničavanje struje, visokonaponski napajanja, visokosnažno ili stroboskop lights, zavarivanje i druge koloima koje ne zahtijevaju visoku preciznost ili stabilnost. Također se koriste u nekim vintage ili antikvarnim elektroničkim uređajima radi autentičnog izgleda i zvuka.
Ugljeni otpornici izrađuju se miješanjem finog ugljena ili grafitne prahu s izolativnim vezivom u određenom omjeru. Mješavina zatim se lisiti u štapiće i peče se na visokim temperaturama kako bi se formirao čvrsto tijelo. Štapići se zatim režu na komade poželjne duljine i promjera. Krajovi komada pokrivaju se metaličkim kapcima ili nosačima koji su savareni ili zavarani na njih. Tijelo otpornika zatim se pokrije plastikom ili keramičkom oklopkom kako bi se zaštitilo od vlage i prašine. Na kraju, otpornik se oboji bojnim trakama kako bi se označila njegova vrijednost otpora.