La Tolleranza delle Resistenze

Esistono in commercio resistenze di moltissimi tipi, sia valore fisso che variabile.

Spesso occorre collegare fra loro due o più resistenze di valore fisso per ottenere un valore in Ohm non disponibile in commercio.

Per facilitare questo compito nei circuiti stampati o comunque in casi di poco spazio a disposizione sono state delle reti di resistenze.

Si tratta di circuiti integrati che al loro interno contengono delle resistenze i cui terminali sono coppie di piedini.

A seconda di come questi sono collegati sul circuito stampato si possono realizzare varie combinazioni. Vi sono molte situazioni in cui è disporre di resistenze il cui valore possa essere modificato oppure cambi in seguito a certe condizioni ambientali. Cominciando dal primo caso , vi sono innanzitutto le variazioni di resistenza richieste durante il collaudo del circuito, che prendono il nome di taratura, è proprio la funzione dell’apparecchio che richiede di variare una o più resistenze: è il caso di tutti i regolatori di volume degli apparecchi radiofonici.

Queste operazioni sono possibili grazie all’esistenza di resistori, che genericamente prendono il nome di potenziometri, il cui valore può essere variato azionando dei comandi esterni. Nei tipi comunemente usati per le tarature, chiamati anche trimmer, la regolazione avviene attraverso un caccia vite o una piccola manopola.

Per effettuare le regolazioni di volume si usano invece potenziometri dotati di un per no che viene collegato alla manopola di regolazione situata all’esterno dell’apparecchio. Qualunque tipo di potenziometro consiste in una resistenza fissa collegata ai due terminali sulla quale scorre un contatto mobile che la può percorrere da un estremo all’altro.

Questo contatto è collegato ad un terzo terminale che, collegato ad uno degli altri due, consente di avere una resistenza variabile a seconda della posizione del cursore. La tecnologia con cui viene costruita la resistenza varia a seconda dell’impiego specifico del potenziometro.

I modelli più usati sono quelli a film di carbone e quelli a bobina.

Nei primi la resistenza è costituita da una striscia di resina a forma di anello su cui viene fatto deposi tare uno strato di carbone mescolato a resina liquida. Il tutto viene trattato ad una temperatura tale da creare un insieme compatto di elevata durezza. Sul film di carbone scorre un elemento di bronzo che è anche in contatto con un anello collegato al terzo terminale.

Il contatto in bronzo viene spostato da un perno. Nei potenziometri a bobina, più precisi e impiegati per valori ohmmici più bassi, la resistenza è costituita da un avvolgimento di filo metallico su cui si muove il contatto mobile collegato al perno.

Esistono poi dei potenziometri detti cermet perché formati da una base ceramica e da uno stato sottile di vari metalli. Sono particolarmente adatti per essere impiegati con alti valori di tensione.

I potenziometri si differenziano anche per il modo con cui avviene la regolazione della resistenza.

La manopola o la tacca per il cacciavite può essere disposta orizzontalmente o verticalmente rispetto all’involucro del componente, in modo da permettere diverse posizioni di montaggio sui circuiti stampati. Vanno poi distinti i potenziometri a giro singolo da quelli multigiro.
Nei primi si passa dal valore minimo di resistenza a quello massimo facendo un giro quasi completo.

Nel secondo caso si percorre tutto il campo di variazione con più giri. Questo significa che ad un giro corrisponde una piccola variazione di resistenza e quindi questi modelli sono impiegati quando è necessaria una regolazione molto precisa.

Negli apparecchi radio si utilizzano quasi sempre i potenziometri con interruttore che permettono di effettuare tre operazioni elettriche distinte, quella di accensione della radio, di controllo del volume sonoro e di spegnimento dell’apparecchio.

Concludiamo con un cenno a due tipi di componenti la cui resistenza varia a seconda delle condizioni ambientali.

Il primo è la fotoresistenza, componente il cui effetto resistivo è alto al buio e molto basso in presenza di luce.

Il secondo è il termistore, chiamato anche NTC, iniziali di Negative Temperature Coefficient: la sua resistenza diminuisce all’aumentare della temperatura anziché aumentare come avviene in tutti gli altri casi. Viene usato come elemento stabilizzatore per compensare gli effetti delle variazioni di temperatura a cui sono soggetti gli altri componenti del circuito. La regolazione del volume di una radio o di un amplificatore Hi-Fi avviene grazie alle resistenze variabili.

Le manopole ruotanti sono infatti collegate all’albero di rotazione di un potenziometro, mentre quelle scorrevoli al cursore di potenziometri chiamati a slitta. Variando la resistenza riusciamo a dosare a nostro piacimento la potenza che esce dallo stadio finale di amplificazione dell’apparecchio.
Nei potenziometri per uso generico la resistenza varia in modo lineare, cioè aumenta o diminuisce proporzionalmente allo spostamento della manopola. Se una manopola viene ad esempio spostata di 5 gradi la resistenza aumenta di 20 kQ (20000 ohm), se di 10 gradi aumenta di altri 20 kQ e così via. Nei regolatori di volume si impiegano invece di solito i potenziometri logaritmici, in cui la variazione di resistenza è molto lenta all’inizio della corsa della manopola per poi aumentare progressivamente.

Ad esempio con i primi 5 gradi di rotazione la resistenza aumenta di 3.2 kQ, con i 5 gradi successivi aumenta di altri 6.4 kQ (il doppio dell’aumento precedente) e con la terza rotazione di eguale entità la resistenza aumenta di altri 12.8 kQ (cioè sempre il doppio dell’aumento precedente). Girando il pernetto nel senso inverso, ad eguali spostamenti della manopola corrispondono via via dimezzamenti della potenza trasmessa al l’altoparlante.

Il nostro orecchio, però, quando la potenza acustica dimezza, non percepisce la metà del volume, ma una diminuzione di minore entità. È questa la ragione per cui si impiega questo tipo di potenzio metro, proprio perché, spostando la manopola, venga compensata la risposta non lineare del nostro orecchio.

Rimangono infine i potenziometri doppi che consentono di pilotare due segnali regolando però un’unica manopola; sono comunemente usati negli amplificatori stereofonici.

Forma e Funzioni

1: resistenza con contenitore in alluminio per potenze particolarmente elevate (fino a 200 W). In questo caso il valore in Ohm è riportato per esteso sul contenitore.
2-4: resistenze di potenza a filo con supporto ceramico: sono in grado di sopportare potenze dai 4 agli oltre 20 W.
3-5-6-7: resistenze a film di carbone: quelle più comuni, in grado di sopportare una potenza che va dai 0,25 W dai tipi più piccoli ai 2 W di quelli più grossi.

Collegamento in Serie e in Parallelo

Nonostante si trovino in commercio resistenze fisse con una vasta gamma di valori ohmici, occorre spesso con una vasta gamma di valore ohmici, occorre spesso combinarne assieme due o più per ottenere il valore in Ohm desiderato. Vi sono due modi per collegare fra di loro le resistenze. In quello detto in serie i componenti sono connessi in fila, uno dopo l’altro, e quindi sono attraversati dalla stessa corrente. Le loro resistenze Rl, R2, R3, etc. si sommano e quindi la resistenza RT che si ottiene è data dalla somma dei valori di tutte quelle collegate.

Nel collegamento in parallelo tutti gli elementi hanno, ai propri terminali, la stessa tensione. Per calcolare il valore che si ottiene con questa connessione la formula è più complicata, richiede dimestichezza con le frazioni e un pò di attenzione a non sbagliare i calcoli.

Può essere utile ricordare che, in un collegamento in parallelo, il valore della resistenza che si ottiene è inferiore al minore fra quelli dei componenti collegati e che con n resistenze eguali tutte di valore R, il risultato è R diviso n. Può anche presentarsi il caso in cui le resistenze siano collegate sia in serie che in parallelo: basta usare entrambe le formule a seconda della configurazione.

Salvatore Sciacca © riproduzione riservata
ultimo aggiornamento: 08 Giugno 2016