Componenti
Ogni circuito elettronico è composto da un certo numero di componenti discreti o integrati, ognuno dei quali ha una propria operatività nella funzione generale. Questi sono classificati in componenti attivi e componenti passivi. I più comuni componenti discreti sono: le resistenze, i condensatori, le induttanze, i diodi, i transistor; tutti gli altri sono circuiti integrati in singoli chip. Fino a qualche decina di anni fa, resistenze e condensatori erano di gran lunga i componenti più numerosi visibili in un generico circuito elettronico, ma con l'avvento di nuove tecnologie di integrazione il loro numero è stato ridotto notevolmente, tanto che oggigiorno è possibile realizzare stadi elettronici completi con solo 3/4 componenti ausiliari ad integrati monolitici.
Resistori
Il Resistore
Il resistore è un componente passivo utilizzato per limitare la corrente che scorre nel ramo di un circuito e la sua funzione primaria è quella di polarizzare transistor, diodi, etc. Viene utilizzato in reti tipo reattivo RCL per impostare temporizzazioni o realizzare filtri. Con resistori a valore variabile (potenziometri) si realizzano controlli di volume, toni o bilanciamento nei circuiti amplificatori.
I parametri più importanti del resistore sono il valore ohmico e la potenza di dissipazione massima; per alcune applicazioni è importante anche la tolleranza (precisione) o la variazione massima della sua resistenza al variare di un altro parametro (es. temperatura). Il valore standard dei resistori è generalmente indicato con un codice a bande colorate; per quelli di dimensioni maggiori tale valore può essere stampato direttamente sul componente.
Simbolismo e leggi
Simbolo elettrico circuitale
Legge fondamentale (Legge di Ohm):
R = V/I
Dove R indica il valore della resistenza del componente espressa in ohm, come rapporto tra la tensione V applicata ai suoi capi e la corrente I che scorre nel componente.
Potenza (Joule):
W = R * (I^2) = (V^2)/R = V*I
Esempi di Resistori
Codice dei colori
Esempio
GIALLO
,
GIALLO
,
MARRONE
, ORO
= 44
0
Ohm, con tolleranza 5%
Grandezze
L’ohm è l’unità di misura della resistenza e la sua unità di misura è indicata con la lettera greca Ω (omega). Il valore della resistenza di un circuito elettronico può variare da frazioni di ohm a molti milioni di ohm. Per questo si utilizzano normalmente dei multipli (potenze di 10) per indicare il valore di resistenza, tipicamente il
Kilohm = KΩ e il Megaohm = MΩ.
Ecco alcuni esempi:
15 ohm = 15 Ω2.200 ohm = 2,2 kΩ47.000 ohm = 47 KΩ30.000 ohm = 30 KΩ2.700.000 ohm = 2,7 MΩ
Misurazioni
A cosa serve misurare la resistenza di un componente o di un circuito?
Può essere utile in moltissimi casi, questi alcuni esempi:
Verifica della continuità elettrica, ovvero valutare se un componente consente più o meno il passaggio di corrente.
Verifica del valore di resistenza di un componente quando il codice colori non è ben visibile.
Misurare la resistenza di ingresso o uscita di un circuito.
Verificare il funzionamento di un sensore o di un potenziometro
Per effettuare la misura si usa un multimetro digitale.
Il Multimetro
Il multimetro digitale è uno strumento che consente di effettuare facilmente misure di varie grandezze elettriche quali tensioni, correnti, resistenze e capacità. Lo strumento deve essere opportunamente configurato per la misura voluta.
Nella misura di resistenza è indifferente l’ordine con cui vengono inseriti i puntali, la misura sarà sempre la stessa. Il multimetro digitale è dotato normalmente di un selettore che consente di selezionare la misurazione di resistenza in un determinato intervallo di valori. Altri intervalli sono riservati per la misurazione di altre grandezze elettriche.
Impostazione e Uso
ESERCIZIO
Prendiamo un resistore a caso, lo copriamo, e cerchiamo di identificarne il valore. Posizioniamo il selettore sul fondo scala più sensibile, nel caso in esame 2k. Questo implica che il multimetro potrà leggere correttamente valori di resistenza al massimo di 1999 ohm; oltre indicherà un fuoriscala, tipicamente un 1 fisso.
Colleghiamo i puntali come in figura ed effettuiamo la lettura.
Quale valore indica il multimetro?
Lettura di una resistenza
Il multimetro indica 0.978 cioè 0,978 KΩ (si noti che il selettore è posto su un fondoscala di 2 KΩ)
Valore commerciale
Il valore letto (0,978) si riferisce evidentemente ad un valore commerciale di 1 KΩ. Infatti, come si nota dalla fotografia, il codice dei colori riportava ai seguenti valori:
MARRONE (1), NERO (0), ROSSO (00) , ORO (5%) = 1000 Ω con tolleranza del 5% ( 950<R<1050)
VALORI standard
I valori standard sono dei valori normalizzati per i resistori, stabiliti in base alla norma IEC 60063, che fissa delle tabelle da utilizzare in funzione della tolleranza.
E6 ( 20%): 10 15 22 33 47 68
E12 ( 10%): 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82
E24 ( 5%): 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30
33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91
La resistenza di prima segue la tabella E24 (5%) che contiene il valore commerciale 10 e i suoi multipli.
Letture fuori scala
Cosa accade quando il multimetro è impostato su un valore di fondo scala inferiore al valore della resistenza?
Poniamo il caso di voler utilizzare la stessa impostazione precedente con 2 kΩ f.s. per leggere il valore di una resistenza da 10 kΩ.
Quale valore indicherà il multimetro in questo caso?
Indice di fuori scala
La visualizzazione di 1. sul display significa che siete fuori scala! Dovete spostare il selettore su un valore più alto.
Corretta impostazione
MARRONE (1), NERO (0), ARANCIO (000) , ORO (5%) = 10000 Ω con tolleranza del 5% ( 9500<R<10500)
Resistori variabili
Un'altra importante categoria di resistenze è costituita da quelle di tipo variabile, il potenziometro o trimmer: un componente la cui resistenza varia al variare della rotazione di una manopola.
RIEPILOGO
Il resistore è un componente elettronico che introduce un freno al flusso di corrente nel ramo in cui è inserito. Tanto più elevato è il valore della resistenza offerta, tanto maggiore sarà il freno imposto alla corrente che circola. Alte correnti in componenti ad alta resistenza richiedono dissipazioni notevole di energia per effetto Joule (termico), e questo fattore deve essere tenuto in considerazione nel dimensionamento dei circuiti. La legge primaria del componente è detta legge di Ohm, e lega corrente e tensione al valore della resistenza secondo la relazione: R = V / I
Link e risorse utili
Resistor Photo ID - the app uses your iPhone's camera to help identify resistor values. It's specifically useful to anyone who is color blind - or has trouble determining the band colors due to their small size.
Codifica colori - Come si usava la codifica a colori per i resistori? Ecco qua...
Vari tipi di resistori - Corso di misure elettriche - Università di Cassino (pdf)
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