Resistore
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Il resistore è un componente elettrico di enorme importanza per le sue innumerevoli applicazioni sia in apparecchiature elettriche che elettroniche. I resistori sono a volte utilizzati per convertire energia elettrica in energia termica.
Nella Teoria dei circuiti il resistore è un componente ideale che risponde, se lineare, alla legge di Ohm, i resistori non lineari sono essenziali per fare modelli circuitali, per esempio, degli oscillatori elettronici. Nel mondo reale, i resistori sono dispositivi multiformi, con caratteristiche e limiti operativi ben determinati.
I resistori reali, spesso anche chiamati impropriamente resistenze, sono caratterizzati dal valore della loro resistenza elettrica, espressa in Ohm, nonché dalla massima potenza (ovvero energia per unità di tempo) che possono dissipare, senza distruggersi, espressa in watt. A volte, ma più raramente, al posto del valore della resistenza, è indicato quello della loro conduttanza (che è l'inverso matematico della resistenza). Per molte applicazioni civili ed industriali, al posto del loro valore resistivo, ovvero della resistenza, si indica la tensione tipica di funzionamento, espressa in volt. I resistori lineari ideali non hanno in generale limiti in potenza e sono caratterizzati da una relazione costitutiva lineare per qualsiasi valore di tensione e corrente.
Sia in campo civile che industriale, l'impiego prevalente dei resistori è quello di produrre calore da elettricità. Molti sono gli impieghi negli elettrodomestici, quali forni elettrici, ferri da stiro e bollitori d'acqua, asciuga-capelli, lavatrici e lavastoviglie, ecc. ecc. Un ferro da stiro, tipicamente, ha un resistore della potenza di 1 kW. Resistori di potenze anche molto superiori sono utilizzati nei forni industriali e nei circuiti di controllo dei veicoli elettrici (per esempio nei locomotori elettrici) per dissipare l'energia in eccesso (per questo ultimo impiego, recentemente sono stati in gran parte sostituiti da circuiti di regolazione elettronici più efficienti).
Questi resistori, cosiddetti di potenza, sono tipicamente realizzati con un avvolgimento di filo di leghe metalliche a base di ferro, cromo, tungsteno. Per evitare, parzialmente, che questo tipo di resistori a filo si comporti da induttore, provocando interferenze elettromagnetiche, l'avvolgimento vien fatto sia in un senso che in quello opposto.
I resistori trovano poi largo impiego nei circuiti elettronici, per i quali sono prodotti in una varietà di forme e assortimenti di valori resistivi (da frazioni di Ohm a svariate centinaia di MOhm) e di potenza (da pochi milliwatt a centinaia di watt).
Indice |
[modifica] Resistori per applicazioni in circuiti elettronici
[modifica] Resistori fissi
I resistori a valore resistivo fisso per applicazioni nei circuiti elettronici si presentano nella versione più comune come piccoli cilindri con due terminali metallici chiamati reofori, adatti per essere inseriti in circuiti stampati e saldati a stagno. I valori di resistenza e tolleranza sono codificati mediante bande colorate mentre nei resistori con potenze superiori ai 2 watt il valore è indicato per esteso. L'elemento resistivo è realizzato depositando sulla superficie del cilindro uno strato di lega metallica, ossidi metallici o carbone, successivamente inciso a laser con andamento elicoidale per ottenere il valore voluto. Questo tipo di lavorazione conferisce al resistore una componente induttiva, ininfluente in applicazioni a bassa frequenza ma di disturbo alle frequenze elevate. Per applicazioni in alta frequenza sono preferiti i resistori antinduttivi, realizzati comprimendo una miscela di polveri composite e resine, a formare un cilindro con dimensioni simili ai resistori a strato. Oltre che come resistori individuali, sono prodotti anche a gruppi come "reti resistive", costruite con la tecnica chiamata "a film spesso", ricavandole con un processo di metalizzazione su una sottile piastrina di ceramica, la stessa tecnica usata per costruire resistori di altissimo valore Ohmico (oltre 100 MegaOhm), i quali essendo ricavati su una superficie piana con l'elemento resistivo configurato a greca, risultano antinduttivi. Esistono altri tipi di resistori fissi, ovvero costruiti in modo differente in base alla potenza che devono dissipare: - Resistori standard a carbone (da 1/8 W - 1/4 W - 1/2 - 1 W), i più usati in elettronica - Resistori di nichel-cromo (usati come resistori di potenza) (da 2 W - 4 W - 6 W - 8 W - 12 W - 16 W - 24 W) - Resistori Corazzati (impiegati in elettronica, abbinano alta dissipazione e affidabilità) - Resistori per riscaldamento (principalmente in quarzo) (da 200 W - 300 W - 500 W - 1000 W)
Esistono applicazioni in cui il resistore deve avere caratteristiche molto particolari, tipico è il caso degli strumenti di misura elettronici; se in commercio non fosse disponibile il resistore con dimensioni, valore, e precisione necessari per l'impiego previsto, il costruttore stesso dello strumento, progetta da sè il resistore abbinandogli una sigla; similmente ai circuiti integrati progettati in proprio, questo risulta un componente custom, pertanto non in commercio, può essere fornito come ricambio solo dal costruttore dello strumento.
[modifica] Resistori variabili
I resistori variabili, ovvero la cui resistenza è variabile, si dividono in due categorie: quelli che possono essere regolati con un intervento manuale o meccanico e quelli che variano le proprie resistenza con il variare di un altro parametro, quali la temperatura (termo-resistori), o la quantità di luce che li colpisce (foto-resistori)..
Un tipo di resistore variabile di uso comune nelle apparecchiature elettroniche (quali radio, televisori, amplificatori) è il potenziometro, con il quale per mezzo di un conduttore mobile strisciante sull'elemento resistivo (rotante o lineare), è possibile variare il valore della resistenza entro un certo intervallo il cui limite superiore è indicato dal valore stesso che ha il potenziomentro.Anche i potenziometri sono realizzati in diversi modelli: a strato, a filo, doppi, con o senza interruttore, a variazione restiva lineare o logaritmica. Sono detti trimmer certi tipi di potenziometri adatti per regolazioni saltuarie e di taratura.
[modifica] Termo resistori (NTC e PTC)
I termo resistori o termistori sono resistori che presentano elevati valori del coefficiente di temperatura, fra di essi si distinguono i PTC e gli NTC. I resistori PTC (Positive Temperature Coefficient) hanno un coefficiente di temperatura positivo ossia aumentano la loro resistenza con l'aumento della temperatura mentre quelli detti NTC (Negative Temperature Coefficient) presentano un coefficiente di temperatura negativo (tra -6% e -2% per grado centigrado) ossia riducono la loro resistenza con l'aumentare della temperatura. Questi termo-resistori sono impiegati o per la misura diretta della temperatura (nei termometri elettronici) o come elementi di controllo nei circuiti elettrici ed elettronici (per esempio per aumentare o diminuire una corrente od una tensione al variare della temperatura d'esercizio).
[modifica] Foto-resistori
I foto-resistori sono resistori sensibili alla luce, ovvero la cui resistenza cambia con l'intensita' della luce che li colpisce. In condizioni di buio presentano valori resistivi intorno ai 10 MOhm, in condizioni di luce la resistenza può scendere anche a valori inferiori ai 100 Ohm. La curva Resistenza-Illuminazione è abbastanza lineare, ma la variazione della resistenza in casi di bruschi cambiamenti dell' illuminazione è piuttosto lenta. Questo comportamneto, definito dai costruttori con il parametro recovery rate o tempo di recupero è un notevole svantaggio, pertanto questi componenti sono impiegati solo in apparecchi dove il controllo della luminosità non è critico come macchine fotografiche, interruttori crepuscolari, giocattoli etc.
[modifica] Codifica
I codici a colori per i resistori fissi sono definiti dalla EIA (Electronic Industries Association).
[modifica] Tabella per i resistori a strato con 3 o 4 anelli colorati
| Colore | 1° Anello | 2° Anello | 3°Anello | 4° Anello |
|---|---|---|---|---|
| Cifra 1 | Cifra2 | Moltiplicatore | Tolleranze | |
| - | - | - | - | ± 20% |
| argento | - | - | 10-2 | ± 10% |
| oro | - | - | 10-1 | ± 5% |
| nero | 0 | 0 | 100 | - |
| marrone | 1 | 1 | 101 | ± 1% |
| rosso | 2 | 2 | 102 | ± 2% |
| arancio | 3 | 3 | 103 | - |
| giallo | 4 | 4 | 104 | - |
| verde | 5 | 5 | 105 | ± 0,5% |
| blu | 6 | 6 | 106 | ± 0,25% |
| viola | 7 | 7 | 107 | ± 0,1% |
| grigio | 8 | 8 | 108 | ± 0,05% |
| bianco | 9 | 9 | 109 | - |
Per esempio: giallo, viola, rosso e oro
[modifica] Tabella per i resistori a strato con 5 o 6 anelli colorati
| Colore | 1° Anello | 2° Anello | 3°Anello | 4° Anello | 5° Anello | 6° Anello |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cifra 1 | Cifra2 | Cifra3 | Moltiplicatore | Tolleranza | Coefficiente di temperatura | |
| - | - | - | - | ± 20% | - | - |
| argento | - | - | - | 10-2 | ± 10% | - |
| oro | - | - | - | 10-1 | ± 5% | - |
| nero | 0 | 0 | 0 | 100 | - | 200 ppm/K |
| marrone | 1 | 1 | 1 | 101 | ± 1% | 100 ppm/K |
| rosso | 2 | 2 | 2 | 102 | ± 2% | 50 ppm/K |
| arancio | 3 | 3 | 3 | 103 | - | 15 ppm/K |
| giallo | 4 | 4 | 4 | 104 | - | 25 ppm/K |
| verde | 5 | 5 | 5 | 105 | ± 0,5% | - |
| blu | 6 | 6 | 6 | 106 | ± 0,25% | 10 ppm/K |
| viola | 7 | 7 | 7 | 107 | ± 0,1% | 5 ppm/K |
| grigio | 8 | 8 | 8 | 108 | ± 0,05% | - |
| bianco | 9 | 9 | 9 | 109 | - | - |
Curiosità: per ricordare l'ordine dei colori, è possibile imparare questa breve frase mnemonica: Non Metterti Rubicondo Alla Guida: Vino e Birra Van Giù Bene.
Può essere utile ricordare, soprattutto agli hobbisti e a chi si diletta in campo elettronico, nel caso si desideri selezionare un preciso valore resistivo selezionandolo tra un certo numero di resistori aventi valore standard vicino a quello cercato, l'impossibilità di ottenerlo; la ragione, sta nel fatto che i resistori in esame sono già stati selezionati dal costruttore, una selezione ulteriore porterà a leggere valori al di sopra e al di sotto del valore cercato, esempio: se serve un valore di 960 Ohm, la ricerca per selezionare questo valore tra resistori da 1000 Ohm aventi tolleranza del 10%, sarà infruttosa, si leggeranno valori inferiori a 950 o superiori a 1050 Ohm, mancano i resistori con valore all'interno di questo range, sono quelli che il costruttore ha selezionato e posto in tolleranza 5% e inferiore.
