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Resistore
I resistori (pagina in ristrutturazione)
I resistori sono componenti elettrici di notevole importanza per le loro applicazioni in innumerevoli apparecchiature elettriche ed elettroniche. Inoltre hanno un vasto uso nella conversione di energia elettrica in produzione di calore per effetto Joule.
La loro grandezza caratteristica è la resistenza che si misura in ohm (Ω) in omaggio al suo scopritore G. S. Ohm (scoperta avvenuta tra il 1825 e il 1827). Un resistore ideale segue la legge di Ohm e non varia al sua resistenza al variare della corrente che lo attraversa.
Nei circuiti elettronici il valore della loro resistenza va da frazioni di Ω fino centinaia di M Ω.
Altra caratteristica è la potenza assorbita senza subire danni. Essa va da pochi mW a centinaia di W.
Poi c’è da considerare il coefficiente di temperatura che indica la variazione della resistenza con la temperatura espressa in parti per milione per °C (ppm/°C).
È importante in certi casi conoscere anche la tensione massima di esercizio per evitare il cedimento dei suoi materiali isolanti.
Per un impiego molto sofisticato in laboratorio si deve a volte tener conto della tensione di rumore dovuta al moto caotico degli elettroni quasi-liberi di conduzione per l’agitazione termica (Effetto Johnson).
Inoltre un resistore può risentire dell’invecchiamento e di altre variabili.
Per i resistori di uso circuitale è importante la tolleranza, espressa in valore percentuale, cioè la massima differenza tra il loro valore e il valore nominale, positiva o negativa.
Ad esempio, se il valore nominale di un resistore è 487 Ω e la tolleranza è di ± 5%, il suo valore massimo è = 487 + [(487 × 5) /100] = 511,35 Ω.
Il valore minimo è = 487 – [(487 × 5) /100] = 462,65 Ω.
Il valore minimo è = 487 – [(487 × 5) /100] = 462,65 Ω.
Dunque per trovare subito il valore della massima differenza basta fare:
± MaxDiff = ± (Valore nominale/100) × tolleranza. Nel nostro esempio: ± 4,87 × 5 = ± 24,35 Ω
In commercio si trovano valori di resistenze tipici, riportati in apposite tabelle. Per ottenere un valore diverso, utile per un circuito, o si ricorre a combinazioni circuitali di resistori o a resistori variabili come i trimmer.
Un resistore reale risente dell’effetto dell’aumento di temperatura, per questo il suo impiego è limitato dalla potenza dissipata.
Per i resistori a filo speciali vi sono leghe tipiche di manganina, costantana argentana ecc. ecc. con un coefficiente di temperatura molto piccolo.
Altra caratteristica è la potenza assorbita senza subire danni. Essa va da pochi mW a centinaia di W.
I resistori di potenza sono realizzati comunemente con avvolgimenti a filo di leghe a base di ferro, tungsteno, cromo ecc. .
Il codice colori per i resistori fu sviluppato nel 1920 dal Radio Manufactures Association e fu pubblicato poi come EIA-RS-279 (Electronic Industries Alliance). Oggi lo standard internazionale è IEC60062. (Fonte wikimedia).
Legate al codice di colori vi sono regole per i valori standard commerciali con relative tabelle.
Oltre i 2 W di potenza le indicazioni possono essere numeriche.
Per 4 anelli i primi due colori sono le cifre, il terzo è il moltiplicatore e il quarto è la tolleranza, come nella tabella sopra.
Secondo alcuni autori dunque La E6 ha il 20% di tolleranza: la E12 il 10%; la E24 il 5%; la E96 l’1%; per la E192 vi sono 0,5%, 0,25%, o 0,1%.
La serie E48 ha bisogno di 5 anelli poiché i primi tre sono per le cifre, il quarto è il moltiplicatore e il quinto è la tolleranza.
La serie E96 necessita pure di 5 anelli di cui i primi tre colori sono le cifre, il quarto è il moltiplicatore e il quinto è la tolleranza; 96 sono i valori della serie.
Da evidenziare che in questo caso i colori per la tolleranza sono: Marrone = 1%; Rosso = 2%; Verde = 0,5%; Blu = 0,25%; Violetto = 0,1%.
Un esempio con resistenze a strato di carbone:
Per i resistori di valori sotto a 10 Ω la regola è che la terza banda di colore oro significa moltiplicare per 0,1; per il colore argento si moltiplicano le cifre per 0,01.
Esiste un resistore con una sola banda nera, di resistenza 0 Ω e potenze da 1/8 o 1/4 di watt, che è utile per connettere due punti in particolari circuiti stampati.
Secondo alcuni autori La E6 ha il 20% di tolleranza: la E12 il 10%; la E24 il 5%; la E96 l’1%; per la E192 vi sono 0,5%, 0,25%, o 0,1%.
Nella versione più comune i resistori di valore fisso hanno forma cilindrica con due terminali metallici detti reofori. I reofori sono adatti per essere piegati a misura, tagliati, inseriti nei circuiti stampati e saldati a stagno.
Classificazione dei resistori In ristrutturazione …
Fissi e variabili.
I variabili a loro volta si suddividono in due categorie: 1) trimmer potenziometri e reostati; 2) fotoresistenze e termistori.
I tipi di resistori fissi sono:
A impasto. Miscela di carbone (o grafite), talco e argilla legati da resine fenoliche. Il tutto pressato a caldo i forma cilindrica. I reofori escono dalla massa compressa.
A strato di carbone che forma una spirale lungo il cilindro. Adatti per potenze da 1/8,1/4, 1/3, 1/2 e 2 W, con tolleranza dell’1%, 2%, 5% 10% e 20%.
A strato di ossido di metallo che forma una sottile pellicola depositata su un cilindro ceramico; i valori vanno da 1 Ω a 2 MΩ con tolleranza da 1% a 5% e potenze da 1/4 a 1 W.
A strato metallico in pellicola sottile di nichel-cromo depositata su un cilindro ceramico con tolleranza da 0,001% fino all’1%.
A strato ceramico (cermet). Una spessa pellicola di miscugli odi ceramica e metallo, con valori dai 10 kΩ ai TΩ.
A filo metallico su supporto ceramico cilindrico o di bachelite, con potenze fino a circa 100 W con tolleranza tipica del 10%. I terminali sono fascette metalliche. I fili metallici usati sono in genere leghe di nichel-cromo ( per potenze elevate), di nichel-cromo-alluminio ( per valori elevati di resistenza) e di nichel-rame (per resistori di precisione con tolleranze fono al 0,001%).
In certi casi, per evitare un loro comportamento induttivo, l’avvolgimento viene fatto in un senso e poi nel senso opposto ( o col sistema bifilare o secondo il sistema Ayrton-Perry).
Riportiamo qui sotto le foto di alcuni resistori di uso comune.
Le reti resistive sono componenti molto particolari: in un solo componente vi sono più resistenze singole e si presentano con molti reofori adattati per circuiti “densi”. SMD o SMT: Surface Mounting Device or Surface-Mount Tecnology.
I resistori SMD hanno un loro codice di lettura a tre o a quattro cifre. Con tre cifre: le prime due sono il valore, la terza il numero di zeri che segue il valore. Con quattro cifre le prime tre sono il valore, la quarta cifra il numero di zeri che segue la cifra. Ad esempio: 220 = 22 Ω; 471 = 470 Ω; 102 = 1000 Ω; 393 = 39 kΩ; 1542 = 15,4 kΩ; 4696 = 469 MΩ).
Inoltre la lettera R permette l’uso della virgola: 1R5 = 1,5 Ω; 30R9 = 30,9 Ω; 0R09 = 0,09.
Vi sono poi altri codici particolari.
Resistori di potenza corazzati, contenuti in scatoline di alluminio per dissipare potenze elevate in poco spazio. Della serie E12 e temperature di funzionamento fino a 200 °C.\\
Resistori a film spesso, non induttive e quindi adatte per alte frequenze, con potenze fino a 200 W, con un aggiuntivo dissipatore termico. Ne esiste una categoria molto miniaturizzata, sempre a film spesso, i cui formati hanno codici che si riferiscono alle loro dimensioni sotto il millimetro, con valori della serie E96.
Per inciso, è sufficiente osservare l’interno di una comune lampada per abitazione (rotta) a led, per trovare resistori di tipo SMD (privi di reofori) di dimensioni di qualche millimetro e l'interno di una chiavetta usb (rotta). Così pure all’interno di un mini mouse ottico (rotto) vi sono resistori comuni, sempre delle stesse piccole dimensioni.
All’indirizzo:
https://www.inventable.it/calcolatore-codici-resistori-smd/
si trova un metodo semplice per conoscere i valori degli SMD scrivendo le loro sigle.
I tipi di resistori variabili sono:
Trimmer per circuito stampato orizzontali, verticali, SMD e multigiro (cioè per ottenere il valore desiderato si possono fare molti giri).
Potenziometri da pannello con comando ad alberino rotante. Che possono usarsi anche in inserzione reostatica.
Potenziometri a slitta da pannello (Slider).
Riportiamo qui sotto le foto di alcuni trimmer e potenziometri di uso comune.
Termistori NTC-PTC, che variano la loro resistenza al variare della temperatura: NTC Negative Temperature Coefficient; PTC Positive Temperature Coefficient.
Riportiamo qui sotto le foto di alcuni termistori NTC e PTC.
Fotoresistori. La resistenza diminuisce all’aumentare dell’intensità luminosa. Possono essere usati come interruttori luce-ON buio-OFF.
Come si vede abbiamo volutamente tralasciato i reostati da laboratorio, che, a nostro parere, meritano un scheda a loro dedicata. Per la loro versatilità, in inserzione reostatica o potenziometrica, sono tuttora molto usati nei laboratori di Fisica, Elettrotecnica, Elettronica, Telecomunicazioni, ecc. .