Một resistor thành phần cacbon là một loại resistor cố định hạn chế hoặc giảm dòng điện trong mạch. Nó được làm từ một thân trụ rắn của bột cacbon hoặc bột than chì trộn với chất kết dính như đất sét hoặc nhựa. Bột cacbon hoạt động như một dẫn điện, trong khi chất kết dính hoạt động như một vật cách điện. Resistor có hai đầu dẫn kim loại hoặc nắp được gắn vào hai đầu, nối nó vào mạch.
Resistor thành phần cacbon đã được sử dụng rộng rãi trong quá khứ, nhưng hiện nay chúng đã bị thay thế bởi các loại resistor khác, như resistor màng kim loại hoặc resistor dây quấn, vì độ ổn định thấp và chi phí cao. Tuy nhiên, resistor thành phần cacbon vẫn có một số ưu điểm và ứng dụng, đặc biệt là trong các mạch xung năng lượng cao.
Giá trị điện trở của resistor thành phần cacbon được chỉ ra bằng các dải màu trên thân. Các dải màu đại diện cho chữ số, hệ số nhân và dung sai theo mã chuẩn. Có hai loại mã màu được sử dụng cho resistor thành phần cacbon: thông thường và chính xác.
Mã màu thông thường có bốn dải màu và được sử dụng cho các resistor có dung sai ±5% hoặc hơn. Hai dải màu đầu tiên đại diện cho chữ số đầu tiên và thứ hai của giá trị điện trở. Dải màu thứ ba đại diện cho hệ số nhân, là lũy thừa của 10 mà các chữ số được nhân. Dải màu thứ tư đại diện cho dung sai, là phần trăm sai lệch so với giá trị danh nghĩa.
Ví dụ, một resistor có dải màu nâu, đen, đỏ và vàng có giá trị điện trở là 10 x 10^2 Ω = 1 kΩ với dung sai ±5%.
Mã màu chính xác có năm dải màu và được sử dụng cho các resistor có dung sai dưới ±2%. Ba dải màu đầu tiên đại diện cho chữ số đầu, thứ hai và thứ ba của giá trị điện trở. Dải màu thứ tư đại diện cho hệ số nhân, là lũy thừa của 10 mà các chữ số được nhân. Dải màu thứ năm đại diện cho dung sai, là phần trăm sai lệch so với giá trị danh nghĩa.
Ví dụ, một resistor có dải màu nâu, đen, đen, cam và nâu có giá trị điện trở là 100 x 10^3 Ω = 100 kΩ với dung sai ±1%.
Resistor thành phần cacbon có một số ưu và nhược điểm so với các loại resistor khác. Một số trong đó là:
Chúng có thể chịu đựng được xung năng lượng cao mà không bị hỏng hoặc lỗi.
Chúng có thể có giá trị điện trở cao lên đến vài megaohm.
Chúng rẻ và dễ sản xuất.
Chúng có độ ổn định và chính xác kém do sự thay đổi giá trị điện trở theo thời gian, nhiệt độ, độ ẩm, điện áp và hàn.
Chúng có hệ số nhiệt (TCR) cao, nghĩa là giá trị điện trở thay đổi đáng kể theo biến đổi nhiệt độ.
Chúng có khả năng tiêu tán công suất thấp và cần phải giảm tải trên 70 °C.
Chúng có mức độ nhiễu cao do tiếp xúc ngẫu nhiên giữa các hạt cacbon và chất kết dính.
Chúng có điện trở cách điện thấp và phụ thuộc vào điện áp cao.
Resistor thành phần cacbon phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu xử lý xung năng lượng cao, bảo vệ xung hoặc xả, giới hạn dòng điện, nguồn điện áp cao, chiếu sáng công suất cao hoặc đèn flash, hàn, và các mạch khác không cần độ chính xác hoặc ổn định cao. Chúng cũng được sử dụng trong một số thiết bị điện tử cổ điển hoặc cổ xưa để tạo vẻ ngoài và âm thanh chân thực.
Resistor thành phần cacbon được làm bằng cách trộn bột cacbon hoặc bột than chì mịn với chất kết dính cách điện trong tỷ lệ cụ thể. Hỗn hợp sau đó được ép thành thanh và nung ở nhiệt độ cao để tạo thành thân rắn. Thanh sau đó được cắt thành các đoạn có chiều dài và đường kính mong muốn. Hai đầu của các đoạn được phủ bằng nắp hoặc đầu dẫn kim loại được hàn hoặc hàn vào chúng. Thân của resistor sau đó được bao phủ bằng vỏ nhựa hoặc gốm để bảo vệ khỏi độ ẩm và bụi. Cuối cùng, resistor được sơn bằng các dải màu để chỉ giá trị điện trở.
Khi chọn resistor thành phần cacbon cho một ứng dụng cụ thể, một số yếu tố cần xem xét là:
Giá trị điện trở và dung sai yêu cầu bởi mạch.
Công suất định mức và điện áp tối đa mà resistor có thể chịu đựng.
Phạm vi nhiệt độ và hệ số nhiệt mà resistor có thể hoạt động.
Mức độ nhiễu và độ ổn định mà mạch có thể chịu đựng.
Kích thước và hình dạng của resistor có thể phù hợp với bảng mạch.
Resistor thành phần cacbon có sẵn trong nhiều kích thước và hình dạng khác nhau, như trục, xuyên tâm, hoặc gắn bề mặt. Chúng cũng có nhiều công suất định mức, từ 0,125 W đến 5 W. Công suất định mức chỉ mức nhiệt lượng tối đa mà resistor có thể tỏa ra mà không bị hỏng. Điện áp định mức tối đa chỉ mức điện áp