Lezione 2
Le resistenze
In elettronica lo studio delle resistenze non si limita al solo fenomeno
elettrico, (che è già stato visto nella Lezione 8
del corso di elettrotecnica), ma si studiano anche i procedimenti costruttivi,
la forma, e le caratteristiche meccaniche. Per quanto riguarda le tecniche
costruttive, mi limiterò ad accennare alcune nozioni. In questa lezione
analizzeremo le tipologie di resistenze più comuni, le loro forme e dimensioni,
il loro valore ed il modo per riconoscerle.
I tipi più comuni di resistenze
sono due, ma si estendono poi ad una varietà più ampia. Come primo tipo
analizziamo le resistenze a valore fisso, esse sono costruite per presentare un
certo valore di resistenza non variabile esternamente, oltre al valore
resistivo, le resistenze si classificano anche per la potenza, è abbastanza noto
che la corrente che circola al loro interno produce calore, e pertanto esiste
per ogni tipo di R una potenza massima dissipabile che dipende dalla forma, ma
principalmente dalle dimensioni del corpo. Le resistenze di uso comune sono
realizzate mediante un cilindretto di ceramica sul quale si deposita poi un
sottile strato di carbonio che in base alla sua composizione dà luogo a valori
diversi di resistenza, per valori molti elevati, questo strato di carbonio viene
inciso (tornito) in modo da allungarne il percorso e quindi aumentare la
resistenza. Ai capi di questo cilindretto sono applicati poi i terminali
(reofori) della resistenza necessari per le operazioni di collegamento agli
altri componenti. Le resistenze di tipo commerciale hanno valori di resistenza e
potenza definiti secondo uno standard comune ai vari costruttori, la tabella
sottostante riporta i valori più comuni.
|
Tabella dei valori di R secondo il passo E12 |
| 1,0 |
3,3 |
| 1,2 |
3,9 |
| 1,5 |
4,7 |
| 1,8 |
5,6 |
| 2,2 |
6,8 |
| 2,7 |
8,2 |
Ovviamente non esistono solo i valori della tabella, ma anche i multipli fino
alla decina di MegaOhm, ed i sottomultipli fino ad alcuni decimi di Ohm.
Esistono poi passi di valori più completi, (al massimo fino ad E96), ma sono
valori raramente utilizzati. Anche le potenze hanno un passo standard, esso però
e più limitato, ed i valori più comuni sono:
|
Valori di potenze commerciali |
| 1/8 W = 0,125 W |
| 1/4 W = 0,25 W |
| 1/2 W = 0,5 W |
| 1 W |
| 2 W |
| 5 W |
Esistono certamente altri valori di potenza, ma dipendono dal costruttore, e
non sono valori standard. In fig 2.1 sono riportate le resistenze di tipo più
diffuso reperibili in commercio.
Questo tipo di resistenze, (avendo valore fisso), deve essere facilmente
riconoscibile, e quindi su ogni componente viene stampato il valore ohmico,
mentre la potenza si riconosce dalle dimensioni del corpo. Le tecniche per
indicare il valore sono diverse, la più utilizzata sui corpi di dimensioni
ridotte (da 1/8 W a 1 W), è il codice colori. Sui corpi delle R vengono
realizzati delle bande colorate che permettono di leggere rapidamente e
facilmente il valore. In figura 2.2 è riportata una resistenza tipica.
Fig. 2.2
Per le resistenze del passo E12 vengono realizzate 4 bande colore e la
tolleranza tipica è del 5%, per le resistenze di precisione (passo E96) le bande
colorate sono 5, e la tolleranza tipica è del 1%.
Per leggere il valore di
una resistenza bisogna osservare alcune regole fondamentali:
Si incomincia dalla banda colorata più vicina al bordo della resistenza.
Le prime 2 bande colorate indicano il valore numerico (passo E12, per il
passo E96 sono le prime tre bande colore).
La terza (o la quarta per il passo E96) indica la cifra moltiplicativa.
L' ultima banda colore indica la tolleranza della resistenza.
Qui di seguito è riportata una tabella col significato dei vari
colori.
|
Codice colori resistenze |
| Colore |
Bande valore |
Banda moltiplicativa |
Tolleranza |
| Nero |
0 |
X 1 |
|
| Marrone |
1 |
X 10 |
1% |
| Rosso |
2 |
X 100 |
2% |
| Arancione |
3 |
X 1000 |
|
| Giallo |
4 |
X 10000 |
|
| Verde |
5 |
X 100000 |
|
| Blu |
6 |
X 1000000 |
|
| Viola |
7 |
X 10000000 |
|
| Grigio |
8 |
|
|
| Bianco |
9 |
|
|
| Oro |
|
X 0.1 |
5% |
| Argento |
|
X 0.01 |
10% |
| Nessuna banda |
|
|
20% |
Ecco alcuni esempi per la lettura delle resistenze mediante codice
colori:
1 )
Si leggono le prime 2 bande (arancione, arancione), valore 33
Si legge la
terza banda (rosso), X 100
Il valore è 33 X 100 = 3300 Ohm
Si legge l'
ultima banda (oro), 5%
La resistenza è da 3300 Ohm, 5%.
2 )
Si leggono le prime 2 bande (giallo, viola), valore 47
Si legge la terza
banda (marrone), X 10
Il valore è 47 X 10 = 470 Ohm
Si legge l' ultima
banda (oro), 5%
La resistenza è da 470 Ohm, 5%.
3 )
La resistenza è da 22 Ohm, 5%.
4 )
La resistenza è da 1000 Ohm, 10%.
Come si è visto leggere il codice colori non è difficile, e una volta che si
conoscono i valori, la lettura è automatica.
Negli esempi è stata introdotto
il termine di tolleranza, esso indica lo scarto percentuale in più o in meno che
può avere il valore di quella resistenza dal valore assegnatole, più la
tolleranza è bassa, e migliore e il comportamento della resistenza alle
variazioni di temperatura. Il valore del 5% di tolleranza è più che sufficiente
per le normali applicazioni nel campo dell' elettronica industriale.
Oltre
al codice colori esistono altri metodi per il riconoscimento delle resistenze,
ma vengono impiegati solo se le dimensioni del corpo lo permettono, difatti su
resistenze di dimensioni grandi, il valore viene scritto direttamente con la
seguente tecnica:
vengono scritte solo le cifre significative
la virgola viene sostituita dalla lettera moltiplicativa
Come lettere moltiplicative si usano quelle dei simboli dei multipli e
sottomultipli.
Ecco alcuni esempi di lettura dei valori scritti con questa tecnica.
1 ) Si supponga di trovare scritto 5k6 10%
La lettera "k" stà per kilo, ed essendo tra le due cifre indica una
virgola. Il valore finale quindi è 5,6 kohm 10%.
2 ) Si supponga di trovare scritto M33 5%
La lettera "M" stà per Mega, ed essendo prima delle due cifre indica una
virgola. Il valore finale quindi è 0,33 Mohm 5%.
3 ) Si supponga di trovare scritto 82R 10%
La lettera "R" stà per Ohm, ed essendo dopo le due cifre è solo
moltiplicativa. Il valore finale quindi è 82 Ohm 10%.
Un altro tipo di resistenze sono quelle variabili, il valore resistivo di
questi componenti è variabile esternamente mediante azione diretta delle
persone, ma può anche essere legato ad una grandezza fisica diversa da quelle
elettriche. Questo tipo di resistenze si divide ancora in molte speci diverse,
ma ci limiteremo ad analizzare solo le più comuni.
Le resistenze variabili
più conosciute ed utilizzate sono certamente i potenziometri ed i
trimmer, questi due componenti (vedi fig. 2.3.a e 2.3.b), hanno la
caratteristica di avere tre terminali, di cui due sono collegati ai capi della
resistenza fissa, il terzo denominato cursore può assumere tutti i valori
da 0 al valore massimo della resistenza fissa.
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Fig. 2.3.a (trimmer tipici) |
Fig. 2.3.b (potenziometri
tipici) |
Il cursore scorre in modo rotativo o lineare direttamente sulla resistenza,
(che può essere a filo, oppure a strato di carbonio), pertanto volendo
realizzare una resistenza variabile si dovranno utilizzare un terminale fisso ed
il cursore (fig. 2.4).
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Fig. 2.4.a
simbolo di resistenza variabile
trimmer -
potenziometri |
Fig. 2.4.b
schema di
inserzione |
Questo tipo di resistenze variabili possono avere valori che variano dalle
centinaia di Ohm ad alcuni Mohm, e la loro potenza può raggiungere anche 1
W.
Un altro tipo di resistenze variabili sono le fotoresistenze (fig. 2.5),
esse hanno la capacità di variare la loro resistenza in funzione della quantità
di luce che le colpisce. La resistenza genericamente diminuisce con l' aumentare
dell' illuminazione, e il campo di valori va da alcuni Ohm fino a valori
prossimi all' infinito. Genericamente la variazione dalla piena luce all'
assenza di luce produce una variazione di R da 0 a 20 kohm.
Questo non è l' unico tipo di resistenze variabili da grandezze fisiche
esterne, un altro tipo molto comune sono i termistori ed i
varistori. I termistori sono resistenze variabili col variare della
temperatura, essi si dividono ancora in P.T.C. (Positive temperature
coefficent) ed N.T.C. (Negative temperature coefficent) a seconda che il
segno del coefficente di temperatura sia positivo o negativo. Il campo di
impiego è molto ampio, come è molto ampia la gamma di valori reperibili in
commercio. I varistori o anche V.D.R. (Voltage dependent resistor) sono anche
resistenze variabili, ma la variazione di resistenza dipende direttamente dalla
tensione applicata ai loro capi, il loro impiego è particolarmente evidenziato
nei circuiti di protezione da sovratensioni, essi si classificano secondo la
loro tensione di intervento e mai secondo la loro resistenza.
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