மின்தடையம்

மின்தடையம்
	A typical axial-lead resistor
வகை	Passive
செயல் கோட்பாடு	மின்தடை
இலத்திரனியல் குறியீடு
	; Two common schematic symbols

மின்தடையம் (Resistor), மின்தடையி, அல்லது மின்தடையாக்கி என்பது மின்னோட்டத்தை எதிர்க்கும் ஒரு மின் உறுப்பு ஆகும். மின்னோட்டத்திற்கு எதிர்ப்பு அல்லது தடை ஏற்படுத்துவதால் இதற்கு மின் தடை அல்லது மின் தடையம் என்று பெயர். இவ்வாறு மின்னோட்டதிற்குத் தடை ஏற்படுத்தும் பொழுது இவ்வுறுப்பில் வெப்பம் உண்டாகிறது. மின் தடையமானது, மின்னோட்டத்தைத் தடுக்க அல்லது நெறிப்படுத்த மின் சுற்றுக்களில், இலத்திரனியல் சாதனங்களில் பயன்படுகின்றது.^[1]^[2]^[3]

ஒருபொருள் மின்னோட்டத்திற்கு ஏற்படுத்தும் தடையானது மின்தடைமம் என்னும் சொல்லால் குறிக்கப்படுகிறது, ஒரு பொருளின் மின்தடைமம் அப்பொருளின் நீளம், அப்பொருளின் வழியே மின்னோட்டம் பாயும் பொழுது அப்பொருளின் குறுக்கு வெட்டுப் பரப்பு, மற்றும் அப்பொருளின் அடிப்படையான மின்தடைமை ஆகியவற்றை பொறுத்தது ஆகும். இந்த மின்தடைமை என்பது, ஒரு பொருளின் புற அளவுகளான நீள அகலங்களுக்கு அப்பாற்பட்டு , அப்பொருளின் அணுக்களின் அமைப்பையும் வகையையும் பொறுத்தது. இது அப்பொருளின் அடிப்படை மின்பண்பு ஆகும்.

மின்சார வலையமைப்புகள், மின்னணுச் சுற்றமைப்புகள், தொகுப்புச் சுற்றுகள், பிற மின்னணுச் சாதனங்கள் போன்றவற்றில் ஓர் பிரிக்கவியலா அங்கமாய் மின்தடையங்கள் திகழ்கின்றன. தற்போது பயன்பாட்டிலுள்ள மின்தடையங்கள் சில சேர்மங்கள், படலங்கள், உயர் மின்தடை கொண்ட நிக்கல்-குரோம் போன்ற உலோகக்கலவைகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டு தயாரிக்கப்படுகின்றன.

தற்போது பயன்பாட்டிலுள்ள மின்தடையங்கள் தூய மின்தடைகளாக ஒருபோதும் செயல்படுவது இல்லை. இவை தொடரிணைப்பில் சிறிய அளவிலான மின்தூண்டமும் பக்க இணைப்பில் சிறிய அளவிலான மின்தேக்குத்திறனும் கொண்டதாக உள்ளன. ஆனால் இது போன்ற விவரக்கூற்றுகள் உயர்-அதிர்வெண் கொண்ட பயன்பாடுகளில் மட்டுமே முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன.மின் தடையத்தில் காணப்படும் தேவையற்ற மின்தூண்டம், அளவிற்கு மீறிய இரைச்சல் , மின்தடை வெப்பநிலை எண்(temperature co-efficient of resistance) போன்றவை அம்மின்தடையங்கள் தயாரிக்கப்படுகின்ற விதத்தினைப் பொருத்தே அமைகின்றன.

மின்தடையாக்கியின் இலத்திரனியல் குறியீடு

மின்சுற்றுகளில் மின்தடையங்களின் இலத்திரனியல் குறியீடானது, தரநிலைகளைப் பொருத்தும் நாட்டைப் பொருத்தும் மாறுபடுகின்றன.

அமெரிக்க முறைக் குறியீடுகள். (அ) மின்தடையாக்கி, (ஆ) மின்தடை மாற்றி , மற்றும் (இ) மின்னழுத்தப் பகுப்பளவி
மின்தடையாக்கிக்கான சர்வதேச மின்னணுத் தொழில்நுட்ப ஆணையத்தின் குறியீடு

தொழிற்பாடு தொடர்பான கொள்கைகள்

ஓமின் விதி

மின்தடையத்தின் வழியே பாயும் மின்னோட்டமானது தடையத்தின் இரு முனைகளுக்கு இடைப்பட்ட மின்னழுத்தத்திற்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும். ஓமின் விதிப்படி இது பின்வருமாறு கூறப்படுகிறது. மின் தடைமம்(R) = மின் அழுத்தம்(V) / மின்னோட்டம்(I)

R={V \over I}

இங்கே மின்னோட்டம் I ஆனது ஆம்பியரிலும் (ampere), மின்னழுத்தம் 'V ஆனது வோல்ட்டிலும் (volt), மின்தடை R ஆனது ஓமிலும் (ohm) கூறப்படும்.

R என்ற மின்தடையம் கொண்ட ஒரு மின் கடத்தியின் (எ.கா. உலோகங்கள்,மாழைகள்) இரு முனைகளுக்கிடையே, V என்ற அளவு மின்னழுத்தம்(voltage) கொடுக்கும் போது, I என்ற அளவு மின்னோட்டம்(current) பாய்கிறது என்றால், அந்த மின்னோட்டத்தின் அளவைக் கீழ்க் கண்டவாறு கணக்கிடலாம்:

I={V \over R}

.

தொடரிணைப்பு மற்றும் பக்கவிணைப்பு மின்தடையாக்கிகள்

தொடரிணைப்பு மின்தடையாக்கிகள்

படத்திலுள்ளது போலத் தொடரிணைப்பில் பல மின்தடையங்கள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்போது , அவ்வனைத்து மின் தடையங்களின் வழியாகவும் ஒரே மின்னோட்டமே(I) பாய்கிறது. ஆனால் மின்தடையத்தின் இரு முனைகளுக்கும் இடைப்பட்ட மின்னழுத்த வேறுபாட்டின்(V) அளவானது ஒவ்வொரு மின்தடையத்தைப் பொருத்தும் வேறுபடுகிறது.

$R_{\mathrm {eq} }=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}$

தொடராக இணைக்கப்பட்டுள்ள பல மின் தடையாக்கிகளின் தொகுபயன் மின் தடை, அத்தனித்தனி மின் தடையாக்கிகளின் மின்தடை மதிப்புகளின் கூட்டுத் தொகைக்குச் சமம்.

பக்கவிணைப்பு மின்தடையாக்கிகள்

இப்படத்திலுள்ளது போலப் பக்கவிணைப்பில் பல மின்தடையங்கள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்போது , ஒவ்வொரு மின் தடையாக்கியின் குறுக்கிலும் உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாட்டின்(V) மதிப்பு ஒன்றே. ஆனால் மொத்த மின்னோட்டமனது(I) மின்தடைகளின் மதிப்பைப் பொருத்துப் பிரிந்து செல்கிறது. ஆக, ஒவ்வொரு மின்தடையத்தின் வழியே பாயும் மின்னோட்டத்தின் அளவு முறையே அம்மின்தடையத்தைப் பொருத்து வேறுபடுகிறது.

${\frac {1}{R_{\mathrm {eq} }}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{R_{n}}}$

பக்கவிணைப்பில் உள்ள பல மின் தடையாக்கிகளின் தொகுபயன் மின் தடையின் தலைகீழியானது, அத்தனித்தனி மின் தடையாக்கிகளின் மின்தடை மதிப்புகளின் தலைகீழிகளின் கூட்டுத் தொகைக்குச் சமம்.

மின்திறன் விரயம்

ஒரு மின்தடையாக்கியின் மின்திறன் விரயமானது(power dissipation) கீழ்க்காணும் முறையில் கணக்கிடப்படுகிறது.

$P=I^{2}R=IV={\frac {V^{2}}{R}}$

இங்கு முதலில் உள்ளது ஜூல் விதியின் மறுக்குறிப்பீடே ஆகும். பின்னர் இருப்பவை, ஓமின் விதியிலிருந்து பெறப்பட்டதாகும்.

ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்தில் ஒரு மின்தடையாக்கியின் மொத்த வெப்ப ஆற்றல் விரயமானது கீழ்க்காணும் முறையில் கணக்கிடப்படுகிறது.

$W=\int _{t_{1}}^{t_{2}}v(t)i(t)\,dt$

தடையத்தின் வகைகள்

1. மாறாத்தடை (fixed resistor)

மாறாத்தடை என்பது முன்பே அதன் மதிப்பு நிலையாக இருக்கும் படி அமைக்கப்பட்ட மின் தடையகம் ஆகும். அதாவது இதன் வரையறுக்கப்பட்ட மதிப்பை நாம் மாற்றவோ, குறைக்கவோ முடியாது.

2. மாறும்தடை (variac அல்லது variable resistor)

மாறும் தடை அல்லது variable resistor என்பதற்கு உதாரணமாக potentiometer மற்றும் Rheostat ஐ சொல்லலாம். அதவாது இந்த வகையிலான மின் தடையத்தின் மதிப்பை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மாற்றி அமைக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக பழைய வானொலி, மற்றும் தொலைக்காட்சிகளில் volume ஐ control செய்ய மிகவும் பயன்படுத்தப்பட்டது.

3. ஒளி உணரித்தடை (light dependent resistor)

மின் தடையத்தில் ஒளியைப் பொறுத்து மின் தடையத்தின் மதிப்பு (Resistance value) அதிகரிக்கவோ, குறையவோ செய்யும். ஆனால், அதுவும் கூட ஒரு குறிப்பிட்ட வரையறுக்கப்பட்ட எல்லைக் கோடு வரையில் தான் செய்யமுடியும் .

4. முற்றுணிந்ததடை (preset resistor)

முற்றுணிந்ததடை என்பது மின் தடையகத்தின் ஒரு வகை தான். இதனை மிகச் சிறிய PCB Board களில் பார்க்கலாம். அத்துடன் இதன் மதிப்பை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மாற்றிக் கொள்ளலாம். எடுத்துக்காட்டாக : தெருவோரத்தில் வாங்கப்படும் pocket size Radio களின் circuit board இல் volume ஐ மாற்றி அமைக்கபயன்படும்

5. வெப்பத்தடை (thermistor)

மின் தடையங்களில் வெப்பத்தை பொறுத்து இதன் மதிப்பு அதுவாகக் குறையும் அல்லது அதிகரிக்கும். பொதுவாக, fire alarm களில் இது மிகவும் பயன் படுகிறது. ஓமின் விதிப்படி மின்தடையத்தின் வழியே பாயும் மின்னோட்டத்தை இவ்வாறும் கணக்கிடலாம் :- மின் தடைமம் (R), மின் அழுத்தம் (V), மின்னோட்டம் (I) ஆயின்,

R={V \over I}

தொடரிணைப்பு மின்தடையாக்கி

மின் தடையாக்கிகளை இணைக்கும் போது, ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட மின் தடையாக்கியின் மதிப்பை பொறுத்து இதன் மின்னோட்டத்தை எதிர்க்கும் தன்மை உயரும்அதாவது இன்னும் தெளிவாகச் சொல்ல வேண்டுமானால், தொடரிணைப்பில் பல மின்தடையங்கள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்போது , அவ்வனைத்து மின் தடையங்களின் வழியாகவும் ஒரே மின்னோட்டமே(I) பாய்கிறது. ஆனால் மின்தடையத்தின் அதுவே டையோடு, டிரான்சிஸ்டர், ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்று (integrated circuit) போன்றவை செயலில் கூறுகள் (active components) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதற்குக் காரணம் அவைகள் ஒரு எலெக்ட்ரானிக் மின்சுற்றின் இதயம் போலச் செயல்படுகின்றன. தேவைப்படும் இடத்தில், கிடைக்கும் மின் அலைகளை பெருக்கியும் தருகின்றன.இரு முனைகளுக்கும் இடைப்பட்ட மின்னழுத்த வேறுபாட்டின்(V) அளவானது ஒவ்வொரு மின்தடையத்தைப் பொருத்தும் வேறுபடுகிறது.தொடராக இணைக்கப்பட்டுள்ள பல மின் தடையாக்கிகளின் தொகுபயன் மின் தடை, அத்தனித்தனி மின் தடையாக்கிகளின் மின்தடை மதிப்புகளின் கூட்டுத் தொகைக்குச் சமம்.

குறிப்பிட்ட சில பொருட்களின் மின்தடுதிறன்கள்

எந்த ஒரு பொருளுக்கும் ஒரு மின்தடைமை (Resistivity) உண்டு. வெவ்வேறு பொருள்களின் மின் தடைமைகளை அட்டவணை 1 தருகின்றது.

**அட்டவணை 1 - பொருள்களின் மின் தடுதிறன்கள் ^[1]**
பொருள்கள்	மின் தடைமை (ohm-cm)
சிலிக்கன் – Silicon	$2.3$ x $10^{5}$
கார்பன் – Carbon	$4$ x $10^{-3}$
அலுமீனியம் – Aluminum	$2.7$ x $10^{-6}$
செப்பு - கொப்பர் - Copper	$1.7$ x $10^{-6}$

நிறப் பரிபாடை

மின்தடையாக்கிகளின் மின் தடை மதிப்புகள், அவற்றின் மீது நிறக்குறியீடு இட்டுக் குறிக்கப்படும். தற்காலத்தில் நான்கு நிறக் குறியீடு கொண்ட மின்தடையாக்கிகள் பெருமளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மின்தடையாக்கிகளில் ஒரு முனையில் உள்ள வெள்ளி அல்லது தங்க வளையம் , மின்தடையின் மாறுபடும் அளவைக்(tolerance) குறிக்கும். வெள்ளி, தங்கம், சிவப்பு, பழுப்பு நிற வளையங்களின் மாறுபாட்டு அளவுகள் முறையே 10%, 5%, 2%, 1% ஆகும். இவ்வாறான மாறுபாட்டு வளையம் ஏதும் இல்லையேனில், அம்மின்தடையத்தின் மாறுபாட்டளவு 20% எனப் பொருள்படும். அடுத்த முனையில் உள்ள முதல் இரண்டு வளையங்கள் , மின்தடை மதிப்பின் முக்கிய எண்ணுருக்கள் ஆகும். இதனுடன் பெருக்க வேண்டிய 10-இன் அடுக்கினை மூன்றாவது வளையம் குறிக்கிறது.

இந்நிறப்பரிபாடையைக் கீழுள்ள சட்டகம் தெளிவாகத் தருகிறது.

Color	1st band	2nd band	3rd band (multiplier)	4th band (tolerance)	Temp. Coefficient
Black	0	0	×10⁰
Brown	1	1	×10¹	±1% (F)	100 ppm
Red	2	2	×10²	±2% (G)	50 ppm
Orange	3	3	×10³		15 ppm
Yellow	4	4	×10⁴		25 ppm
Green	5	5	×10⁵	±0.5% (D)
Blue	6	6	×10⁶	±0.25% (C)
Violet	7	7	×10⁷	±0.1% (B)
Gray	8	8	×10⁸	±0.05% (A)
White	9	9	×10⁹
Gold			×10⁻¹	±5% (J)
Silver			×10⁻²	±10% (K)
None				±20% (M)

நுட்பியல் சொற்கள்

மின்தடை – Resistance
மின்தடைமை – Resistivity
மின் தடைம அளவின் நிறக் குறியீடு – Resistor Colour Code
மின் சுற்று – Electric Circuit

மின் சாதனங்கள் மிகச்சரியாகப் பணியாற்ற, அதற்குத் தேவையான எல்லா சிறு பகுதிகளையும் ஒன்றோடு ஒன்றை இணைப்பதற்கு உரிய மின் இணைப்புகள் தேவை. இந்த மின் இணைப்புகள், தந்திகளைச் (wires) சூட்டுக்கோலால் பற்ற வைத்து (soldering) உருவாக்க்கப்பட்டன. இப்போது, இந்தத் தந்திகளுக்குப் பதிலாக அச்சடிக்கப்பட்ட மின் சுற்றுப் பலகைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; இவற்றில் தந்திகளின் இணைப்புகளுக்கான பாதைகள் வரையப்பட்டிருக்கும்.சிறப்பு வகைப் பலகை ஒன்றில் ஒளிப்படம் எடுக்கப்பட்டு மெல்லிய செப்பு உலோகத்தால் (copper) மூடப்படும். வேதிப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி மிக மென்மையான செப்புப் படலம் மட்டுமே தங்கி இருக்கும் வகையில் தேவையற்ற செப்பு கரைக்கப்படுவதுடன், இப்படலத்தில் எல்லா உறுப்புகளும் இணைக்கப்படுகின்றன. மின் சுற்றுப் பலகைகள் இலேசானவை, கையடக்கமானவை மற்றும் செலவு குறைவானவை.மின்னணுச் சுற்றுகளைக் கொண்ட மின்னணுச் சாதனங்கள் மிகச் சிக்கலான செயல்பாடுகளையும் மேற்கொள்ளக்கூடியவை. கணினி இதற்கு ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டாக அமைகிறது .

வெளி இணைப்புகள்

மேற்கோள்கள்

↑ Harder, Douglas Wilhelm. "Resistors: A Motor with a Constant Force (Force Source)". Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo. பார்க்கப்பட்ட நாள் 9 November 2014.
↑ American Radio Relay League (ARRL) (2021). "Fundamental Theory—Circuits and Components". ARRL Handbook for Radio Communications (98 ed.). American Radio Relay League. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-1-62595-139-7.
↑ Doug DeMaw, ed. (1968). "Electrical Laws and Circuits —Resistance". Radio Amateurs Handbook (45 ed.). American Radio Relay League.

[1] Harder, Douglas Wilhelm. "Resistors: A Motor with a Constant Force (Force Source)". Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo. பார்க்கப்பட்ட நாள் 9 November 2014.

[2] American Radio Relay League (ARRL) (2021). "Fundamental Theory—Circuits and Components". ARRL Handbook for Radio Communications (98 ed.). American Radio Relay League. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 978-1-62595-139-7.

[arrl1968-3] Doug DeMaw, ed. (1968). "Electrical Laws and Circuits —Resistance". Radio Amateurs Handbook (45 ed.). American Radio Relay League.

[1]

[2]

[3]

[1]