Le resistenze

In un circuito elettronico i vari componenti funzionano correttamente se le tensioni ad essi applicate e le correnti che li attraversano hanno valori ben determinati.

Il componente chiamato resistenza o resistore è in grado di tenere sotto controllo questi valori, perché in un circuito rappresenta un ostacolo artificiale al passaggio della corrente.

Un semplice esperimento fa comprendere come una resistenza riesca a controllare, oltre ai valori di corrente, anche quelli di tensione.

Se fra uno dei poli della batteria e la lampadina viene inserita una resistenza, la lampadina si accende con una luce molto debole. Il fenomeno si verifica perché questo componente fa diminuire sia la tensione applicata alla lampadina sia la corrente che la attraversa.

Supponiamo di avere una lampadina che funziona a 9 Volt. Per farla accendere possiamo ad esempio usare due pile da 4.5 Volt collegate in serie (il polo positivo di una col polo negativo dell’altra) in modo da avere una batteria da 9 Volt.

Se colleghiamo la lampadina ai due poli positivo e negativo rimasti liberi nella batteria, questa si accende fornendo il massimo della luminosità. Se fra uno dei poli della batteria e la lampadina inseriamo una resistenza, la lampadina si accende con una luce molto debole. Analizziamo adesso i fenomeni che si sono verificati.

La resistenza introdotta in questo semplice circuito fa perdere energia agli elettroni in movimento e quindi fa diminuire la corrente, che non riesce a far accendere la lampadina col massimo della luminosità. La lampadina però si accenderebbe con luce fioca anche se, invece di usare una resistenza, la collegassimo ad una pila con una tensione inferiore a 9 V, ad esempio usando una sola delle pile da 4.5 V. Questo fa intuire che nel circuito in cui abbiamo introdotto la resistenza non tutta la tensione di 9V è stata applicata alla lampadina.

In effetti ai capi di una resistenza si verifica quel fenomeno chiamato caduta di tensione. A questo punto va precisato che col nome resistenza non si indica solo il componente ma anche il fenomeno fisico su cui lo stesso si basa e la grandezza fisica che lo descrive.

Per montare una resistenza su una basetta a circuito stampato occorre prima di tutto misurare la distanza tra i due fori nei quali vanno inseriti i reofori che si piegano quindi ad angolo retto in base a questa lunghezza. L’angolo di piegatura non deve essere troppo stretto: un minimo raggio di curvatura evita che durante l’operazione i reofori possano spezzarsi. Normalmente le resistenze devono essere inserite a fondo nei fori fino a toccare la basetta con il corpo.

L'unità di resistenza nel Sistema Internazionale è il Ohm, che è rappresentata dalla lettera greca omega (Ω), in onore del fisico tedesco Georg Ohm , che ha scoperto il principio che ora porta il suo nome.

Per indicare il componente basta comunque dire “una resistenza da… Ohm“.

Si suoi dire che un conduttore elettrico ha la resistenza di un ohm quando, sottoposto alla tensione di un volt, viene percorso dalla corrente di un ampère.

Per definire praticamente l’unità di resistenza elettrica, si è convenuto di costruire un campione internazionale, scegliendo come metallo di riferimento il mercurio purissimo alla temperatura di zero gradi centigradi.

La temperatura di riferimento è necessaria perché la resistenza elettrica varia col variare della temperatura.

Tutti i materiali conduttori hanno una resistenza, anche il filo che collega la batteria alla lampadina del nostro esperimento.

E’ però di valore così basso che non ha influenza sul funzionamento del circuito.

Anche le piste di rame dei circuiti stampati hanno una loro resistenza che è molto bassa e quindi anche in questo caso il loro effetto è trascurabile.

Il discorso è invece di verso nel caso dei cavi che trasportano la corrente prodotta nelle centrali elettriche, nei quali si hanno grosse perdite di energia.

Per misurare il valore della resistenza è molto indicato in elettronica un tester che fra le sue varie funzioni per mette anche questa misura. Le resistenze vendute come componenti elettronici per circuiti stampati si presentano come piccoli cilindri alle estremità dei quali sporgono i due conduttori detti reofori.

L’involucro di materiale isolante (smalto, ceramica o altro) racchiude al suo interno un cilindro isolante (tipica mente ceramico) attorno al quale è depositato uno strato di carbone oppure è avvolta una spira di filo metallico. D primo tipo è quello caratteristico delle resistenze a bassa potenza mentre il secondo viene impiegato per una dissipazione maggiore di potenza.

La potenza elettrica dissipata da una resistenza è il prodotto fra la tensione che si determina ai suoi capi e la corrente che vi scorre.

Tutta questa si trasforma in calore ed è per questa ragione che un ferro da stiro è costruito con una grossa resistenza.
In generale più alta è la potenza che una resistenza è in grado di dissipare e maggiori sono le sue dimensioni: è compito di chi progetta un circuito stimare la potenza e scegliere il tipo giusto di componente.

Il sistema più usato per indicare su di una resistenza il suo valore in Ohm è quello del codice a colori.

Le resistenze di piccola potenza che si trovano in commercio presentano sull’involucro degli anelli colorati.

In quelle acquistate solitamente dagli hobbisti ce ne possono essere tre oppure quattro.

Per primo anello si intende quello più vicino ad uno dei due conduttori (non è difficile individuarlo, perché gli anelli non sono mai situati al centro). Ad ogni colore dei primi tre anelli corrisponde una cifra da 0 a 9.

Dal colore del primo e del secondo si ottengono due cifre, la prima posta a sinistra della seconda. La cifra che corrisponde al terzo anello ci dice il numero di zeri da aggiungere a destra delle prime due cifre per ottenere il numero che da il valore in Ohm della resistenza.

Il quarto anello contiene invece l’informazione sulla qualità del componente, indicando la tolleranza sul valore in Ohm, cioè la sua precisione.

Se l’anello è di colore oro, il valore in Ohm che abbiamo letto dagli altri anelli è vero con uno scarto del 5%; se l’anello è di colore argento l’errore (in eccesso o in difetto) è pari al 10%.

Se sulla resistenza non vi è il quarto anello significa che il componente ha un valore ohmico che è almeno del 20% maggiore o minore di quello indicato dalla tabella che riporta il codice a colori. Se gli anelli che indicano il valore sono solo due vuoi dire che fra la prima e la seconda cifra c’è la virgola.

Le resistenze, vista la loro funzione di regolatrici di corrente per gli altri componenti, sono presenti in gran numero in tutti i circuiti elettronici, dal più semplice al più complicato. Spesso le troviamo vicine ed allineate altre volte sparse qua e là in apparente disordine: tutto dipende dalla disposizione degli altri componenti.

Grattando lo smalto dal corpo di una resistenza (del tipo per alta potenza) risulta visibile l’avvolgimento di filo metallico che assicura il collegamento tra i due reofori.

La resistenza per alta potenza è composta da un cilindretto di materiale isolante intorno al quale è avvolto un filo metallico che collega i due reofori. Il tutto è poi ricoperto da uno strato di smalto che protegge il componente. In quelle per bassa potenza anziché il filo metallico c’è uno strato di carbone.

La dimensione sia del corpo sia dei reofori di una resistenza dipende dalla potenza che essa è in grado di dissipare.

Codice colori resistenze

Ecco alcuni esempi per la lettura delle resistenze mediante codice colori.

Nella resistenza di sinistra i primi due anelli corrispondono a 4 e 7, il terzo ci dice che dobbiamo aggiungere 3 zeri, il quarto che la tolleranza è del 5%. in quella di destra dobbiamo aggiungere a 56 quattro zeri; la tolleranza è del 10%.

A sinistra abbiamo 10 e nessuno zero da aggiungere
(perché il terzo anello è nero). A destra manca il terzo anello: vuoi dire che fra il 4 e il 7 c’è la virgola. Le resistenze da 4,7 Ohm si trovano in commercio.

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Salvatore Sciacca © riproduzione riservata
ultimo aggiornamento: 08 Giugno 2016