Resistore Elettrico: Cos'è e a Cosa Serve? (Esempi Inclusi)

Campo: Elettricità di base

China

Cos'è un resistore elettrico?

Un resistore (noto anche come resistore elettrico) è definito come un componente elettrico passivo a due terminali che fornisce resistenza elettrica al flusso di corrente. La resistenza è una misura dell'opposizione al flusso di corrente in un resistore. Più alta è la resistenza di un resistore, maggiore sarà la barriera contro il flusso di corrente. Esistono molti differenti tipi di resistori, come ad esempio un termistore.

In un circuito elettrico o elettronico, la funzione principale di un resistore è quella di "respingere" il flusso degli elettroni, ovvero corrente elettrica. Ecco perché viene chiamato "resistore".

I resistori sono elementi elettrici passivi. Ciò significa che non possono fornire energia al circuito, ma piuttosto ricevono energia e la dissipano sotto forma di calore fintanto che c'è una corrente che scorre attraverso di essi.

Diversi tipi di resistori vengono utilizzati in un circuito elettrico o elettronico per limitare il flusso di corrente o produrre cadute di tensione. I resistori sono disponibili in molte diverse valori di resistenza, da frazioni di Ohm (Ω) a milioni di Ohm.

Secondo la legge di Ohm, la tensione (V) su un resistore è direttamente proporzionale alla corrente (I) che vi scorre attraverso. Dove la resistenza R è la costante di proporzionalità.

Cosa fa un resistore?

In un circuito elettrico ed elettronico, le resistenze vengono utilizzate per limitare e regolare il flusso di corrente, dividere i voltaggi, regolare i livelli dei segnali, polarizzare elementi attivi, ecc.

Ad esempio, molte resistenze connesse in serie vengono utilizzate per limitare la corrente che scorre attraverso il diodo a emissione di luce (LED). Altri esempi sono discussi di seguito.

Proteggersi contro gli impulsi di tensione

Un circuito snubber è dove una combinazione in serie di una resistenza e un condensatore sono connessi in parallelo al tiristor per sopprimere l'aumento rapido della tensione su un tiristor. Questo è noto come circuito snubber utilizzato per proteggere il tiristor contro alte variazioni di tensione $\frac{dv}{dt}$ .

Le resistenze vengono anche utilizzate per proteggere le luci LED dagli impulsi di tensione. Le luci LED sono sensibili a correnti elettriche elevate, e pertanto si danneggiano se non viene utilizzata una resistenza per controllare il flusso di corrente elettrica attraverso la LED.

Fornire la tensione appropriata creando un calo di tensione

Ogni elemento in un circuito elettrico, come una luce o un interruttore, richiede una specifica tensione. A tale scopo, le resistenze vengono utilizzate per fornire la tensione appropriata creando un calo di tensione attraverso gli elementi.

Cosa è la resistenza elettrica misurata in (unità di resistenza)?

L'unità SI per un resistore (la resistenza elettrica è misurata in) Ohm ed è rappresentata come Ω. L'unità ohm (Ω) prende il nome dal grande fisico e matematico tedesco Georg Simon Ohm.

Nel sistema SI, un ohm è uguale a 1 volt per ampere. Quindi,

$\begin{align*} 1\,\,Ohm = 1 \frac{Volt}{Ampere} \end{align*}$

Pertanto, il resistore è anche misurato in volt per ampere.

I resistori sono prodotti e specificati in una vasta gamma di valori. Di conseguenza, le unità derivate dei resistori sono create in base ai loro valori, come milliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), chiloohm (1 kΩ = 103 Ω) e megaohm (1 MΩ = 106 Ω), ecc.

Simbolo del circuito del resistore elettrico

Ci sono due principali simboli di circuito utilizzati per i resistori elettrici. Il simbolo più comune per un resistore è una linea a zig-zag che è ampiamente utilizzata in Nord America.

L'altro simbolo di circuito per un resistore è un piccolo rettangolo ampiamente utilizzato in Europa e Asia, e questo è definito il simbolo internazionale del resistore.

Il simbolo del circuito per i resistori è mostrato nell'immagine sottostante.

Screenshot di WeChat Work_1710134355893.png — Simbolo del resistore

Screenshot di WeChat Work_1710134362141.png — Simbolo del resistore

Resistori in serie e in parallelo

Formula per i resistori in serie

Il circuito sottostante mostra un numero di resistori n connessi in serie.

Se due o più resistori sono connessi in serie, allora la resistenza equivalente dei resistori in serie è uguale alla somma delle loro resistenze individuali.

Matematicamente, questo si esprime come

$\begin{align*} R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} R_n \end{align*}$

In una connessione in serie, la corrente che scorre attraverso ogni resistore individuale rimane costante (ovvero, la corrente attraverso ogni resistore è la stessa).

Esempio

Come mostrato nel circuito sottostante, tre resistori, 5 Ω, 10 Ω e 15 Ω, sono connessi in serie. Trova la resistenza equivalente dei resistori connessi in serie.

Soluzione:

Dati forniti: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ e $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Secondo la formula,

$\begin{align*} \begin{split} & R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \\ & = 5 + 10 + 15 \\ & R_e_q_.= 30\,\,\Omega \end{split} \end{align*}$

Pertanto, otteniamo che la resistenza equivalente dei resistori in serie è di 30 Ω.

(si noti che il diagramma del circuito sopra riporta 25 Ω. Si tratta di un errore di battitura, la risposta corretta è 30 Ω)

Formula per i resistori in parallelo

Il circuito sottostante mostra un numero di resistori n connessi in parallelo.

Se due o più resistori sono connessi in parallelo, allora la resistenza equivalente dei resistori in parallelo è uguale al reciproco della somma dei reciproci delle singole resistenze.

Matematicamente, ciò viene espresso come

$\begin{align*} \frac{1}{R_e_q_.} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ........ + \frac{1}{R_n} \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{R_n} \end{align*}$

In una connessione parallela, la tensione che scorre attraverso ogni resistenza individuale rimane costante (cioè, la tensione attraverso ogni resistenza è la stessa).

Circuiti di resistenze (esempi di applicazioni)

Resistenza limitatrice di corrente per LED

Limitare il corrente è molto importante in un LED. Se troppa corrente scorre attraverso un LED, questo si danneggia. Pertanto, viene utilizzata una resistenza limitatrice di corrente per limitare o ridurre la corrente che entra nel LED.

Le resistenze limitatrici di corrente sono collegate in serie con un LED per limitare la corrente che scorre attraverso il LED a un valore sicuro. Ad esempio, come mostrato nell'immagine sottostante, la resistenza limitatrice di corrente è collegata in serie con il LED.

Circuito del LED – Resistenza limitatrice di corrente

Calcolo del valore necessario della resistenza limitatrice di corrente

Durante il calcolo del valore di una resistenza limitatrice di corrente, dobbiamo conoscere tre specifiche o caratteristiche del LED:

Tensione diretta del LED (dal foglio dati)
Corrente massima diretta del LED (dal foglio dati)
VS = tensione di alimentazione

La tensione diretta è la tensione necessaria per accendere un LED e solitamente varia tra 1,7 V e 3,4 V, a seconda del colore del LED. La corrente massima diretta è la corrente continua che scorre attraverso il LED e solitamente è intorno ai 20 mA per i LED di base.

Ora, possiamo calcolare il valore necessario della resistenza limitatrice di corrente utilizzando la seguente equazione,

$\begin{align*} R = \frac{V_S - V_F}{I_F} \end{align*}$

Dove, $V_S$ = Tensione di alimentazione

$V_F$ = Tensione in avanti

$I_F$ = corrente massima in avanti

Vediamo un esempio del calcolo del valore necessario della resistenza limitatrice di corrente utilizzando la formula sopra.

Resistenze di tiraggio

Le resistenze di tiraggio sono resistenze utilizzate nei circuiti logici elettronici per garantire uno stato noto per un segnale.

In altre parole, le resistenze di tiraggio vengono utilizzate per assicurare che un filo sia portato a un livello logico alto quando non c'è una condizione di ingresso. Una resistenza di tiraggio verso il basso funziona in modo simile alle resistenze di tiraggio, tranne che porta un filo a un livello logico basso.

I modern circuiti integrati, i microcontrollori e porte logiche digitali hanno molte pin di ingresso e uscita, e questi ingressi e uscite devono essere impostati correttamente. Pertanto, vengono utilizzati resistori pull-up per garantire che la pin di ingresso del microcontrollore o della porta logica digitale sia polarizzata in uno stato noto.

I resistori pull-up vengono utilizzati in combinazione con transistor, interruttori, pulsanti, ecc., che interrompono la connessione fisica dei componenti successivi al ground o a VCC. Ad esempio, il circuito del resistore pull-up è mostrato nell'immagine sottostante.

企业微信截图_17101346272890.png — Circuito del Resitore Pull-Up

企业微信截图_17101346341956.png — Circuito del Resitore Pull-Up

Come mostrato, quando l'interruttore è chiuso, la tensione di ingresso (Vin) al microcontrollore o alla porta va al ground, e quando l'interruttore è aperto, la tensione di ingresso (Vin) al microcontrollore o alla porta viene portata al livello della tensione di ingresso (Vin).

Pertanto, il resistore pull-up può polarizzare la pin di ingresso del microcontrollore o della porta quando l'interruttore è aperto. Senza un resistore pull-up, gli ingressi al microcontrollore o alla porta sarebbero galleggianti, cioè in uno stato ad alta impedenza.

Un valore tipico del resistore pull-up è 4,7 kΩ, ma può variare a seconda dell'applicazione.

Caduta di Tensione Su un Resistore

La caduta di tensione su un resistore non è altro che semplicemente un valore di tensione sul resistore. La caduta di tensione è anche nota come caduta IR.

Come sappiamo, un resistore è un elemento elettrico passivo che fornisce resistenza elettrica al flusso di corrente. Pertanto, secondo la legge di Ohm, creerà una caduta di tensione quando la corrente passa attraverso un resistore.

Matematicamente, la caduta di tensione attraverso un resistore può essere espressa come,

$\begin{align*} V (Voltage \,\, Drop) = I * R \end{align*}$

Segno per le cadute di tensione (IR)

Per determinare il segno delle cadute di tensione attraverso un resistore, è molto importante la direzione della corrente.

Consideriamo un resistore di resistenza R in cui una corrente (I) scorre dal punto A al punto B, come mostrato nell'immagine sottostante.

Pertanto, il punto A è a un potenziale più alto rispetto al punto B. Se viaggiamo da A a B, V = I R negativo, cioè -I R (cioè, caduta di potenziale). Analogamente, se viaggiamo dal punto B al punto A, V = I R positivo, cioè +I R (cioè, aumento di potenziale).

Quindi, è chiaro che il segno della caduta di tensione attraverso un resistore dipende dalla direzione della corrente attraverso quel resistore.

Codici a colori dei resistori

I codici a colori dei resistori sono utilizzati per identificare il valore resistivo o di resistenza e la tolleranza percentuale di qualsiasi resistore. I codici a colori dei resistori utilizzano bande colorate per identificarli.

Come mostrato nella figura sottostante, ci sono quattro bande colorate stampate sul resistore. Tre di queste bande sono stampate affiancate, mentre la quarta banda è stampata leggermente distante dalla terza banda.

4 band resistor color code — Codice a colori a 4 bande del resistore

Le prime due bande da sinistra indicano le cifre significative, la terza banda indica il moltiplicatore decimale e la quarta banda indica la tolleranza.

5 band resistor code — Codice a 5 bande per resistenze

La tabella sottostante mostra le cifre significative, il moltiplicatore decimale e la tolleranza per diversi codici di colore delle resistenze.

Punti chiave:

La banda dorata o argentea è sempre posizionata a destra.
Il valore della resistenza viene sempre letto da sinistra a destra.
Se non c'è una banda di tolleranza, trova il lato con una banda vicina a un terminale e considera quella come la prima banda.

Esempio (Come calcolare il valore della resistenza?)

Come mostrato nell'immagine sottostante, una resistenza codificata a colori ha la prima banda verde, la seconda blu, la terza rossa e la quarta dorata. Determina le specifiche della resistenza.

Soluzione:

Secondo la tabella di codifica a colori per resistenze,

Verde	Blu	Rosso	Dorato
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

$\begin{align} R = 56 10^2 \Omega \SI{\pm 5}{\%} \,\, \end{align*}$

Pertanto, il valore della resistenza è $5600\,\,\Omega$ con una tolleranza di ${\pm 5}{\%}$ .

Pertanto, il valore della resistenza si trova tra

$5600 + 5 \% = 5600 + 280 = 5880 \,\,\Omega$

$5600 - 5 \% = 5600 - 280 = 5320 \,\,\Omega$

Pertanto, il valore della resistenza si trova tra $5880\,\,\Omega$ e $5320\,\,\Omega$ .

Codifica con caratteri o lettere (codice RKM)

A volte, i resistori possono essere così piccoli che la codifica a colori risulta difficile da applicare. In questi casi, viene utilizzata una codifica con caratteri o lettere per specificare i resistori. Questa codifica è anche nota come codice RKM.

I caratteri utilizzati per la codifica dei resistori sono R, K e M. Quando c'è un carattere tra due numeri decimali, funge da punto decimale. Ad esempio, il carattere R indica Ohm, K indica Kiloohm e M indica Megaohm. Vediamo alcuni esempi di questo.

Resistenza	Codice Letterale
0,3 Ω	R3
0,47 Ω	R47
1 Ω	1R0
1 KΩ	1K
4,7 KΩ	4K7
22,3 MΩ	22M3
9,7 MΩ	9M7
2 MΩ	2M

Esempio – Codice lettera o cifra

La tolleranza è indicata come

Carattere	Tolleranza
F	${\pm 1}{\%}$
G	${\pm 2}{\%}$
J	${\pm 5}{\%}$
K	${\pm 10}{\%}$
M	${\pm 20}{\%}$

Esempio – Resistore con codice letterale:

Tipi di Resistenze

Esistono vari tipi di resistenze, ciascuno con le proprie caratteristiche uniche e specifiche applicazioni.

Ci sono due tipi fondamentali di resistenze disponibili: resistenze fisse e resistenze variabili. Entrambi i tipi sono elencati di seguito.

Resistenze Fisse

Le resistenze fisse sono il tipo di resistenza più ampiamente utilizzato. Sono ampiamente impiegate nei circuiti elettronici per regolare e controllare le condizioni appropriate in un circuito. I tipi di resistenze fisse sono elencati di seguito.

Resistenze a composizione di carbonio (resistenze di carbonio)
Resistenze a pila di carbonio
Resistenze a film di carbonio
Termistor (resistenza termica)
Resistenze avvolte a filo
Resistenze a montaggio superficiale
Resistenze a film metallico
Resistenze a film di ossido metallico
Resistenze a film spesso
Resistenze a film sottile
Resistenze a foglia
Resistenze a carbonio stampate
Resistenze shunt per amperometri (resistenze di rilevamento della corrente)
Resistenze a griglia

Resistenze Variabili

Le resistenze variabili consistono in uno o più elementi di resistenza fissa e un cursore. Queste forniscono tre connessioni all'elemento: due sono collegate all'elemento di resistenza fissa, e la terza è il cursore. Muovendo il cursore a diverse terminali, possiamo variare il valore di resistenza.

I tipi di resistenze variabili sono elencati di seguito.

Resistenze regolabili
Potenziometri
Resistenze variabili (reostato)
Box decennale di resistenza (box di sostituzione dei resistori)
Varistori (resistore non lineare)
Resistore dipendente dalla luce (LDR) o fotoresistore
Trimmer

Altre varietà speciali di resistori includono:

Resistore ad acqua (reostato a liquido, reostato ad acqua)
Resistore di ballast
Resistore in composto fenolico modellato
Resistori cermet
Resistori tantalio

Dimensioni dei resistori (valori più comuni dei resistori)

Le dimensioni dei resistori sono organizzate in una serie di valori standard diversi. Nel 1952, la Commissione Elettrotecnica Internazionale ha deciso di determinare i valori standard di resistenza e tolleranza per aumentare la compatibilità tra i componenti e facilitare la produzione dei resistori.

Questi valori standard sono noti come serie E delle preferenze numeriche IEC 60063. Queste serie E sono classificate come E12, E24, E48, E96 e E192 con 12, 24, 48, 96 e 192 valori diversi all'interno di ogni decade.

I valori più comuni dei resistori sono elencati di seguito. Sono i valori standard E3, E6, E12 ed E24 dei resistori.

Serie di resistori standard E3:

La serie E3 di resistori sono i valori più comuni utilizzati nell'industria elettronica.

1,0

2,2

4,7

Serie di resistori standard E6:

La serie di resistori E3 è anch'essa comunemente utilizzata e offre un'ampia gamma di valori di resistenza comuni.

1,0	1,5	2,2
3,3	4,7	6,8

Serie di resistori standard E12:

1,0	1,2	1,5
1,8	2,2	2,7
3,3	3,9	4,7
5,6	6,8	8,2

Serie di resistori standard E24:

1.0	1.1	1.2
1.3	1.5	1.6
1.8	2.0	2.2
2.4	2.7	3.0
3.3	3.6	3.9
4.3	4.7	5.1
5.6	6.2	6.8
7.5	8.2	9.1

La tolleranza dei resistori è generalmente specificata ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , e ${\pm 1}{\%}$ .

Di cosa è fatto un resistore?

A seconda dell'applicazione, ci sono varie materie utilizzate per la realizzazione di resistori.

I resistori sono fatti di carbone o rame, rendendo difficile il flusso della corrente elettrica in un circuito.
Il tipo più comune e adatto a scopi generali è il resistore al carbone, ideale per circuiti elettronici a bassa potenza.
Le leghe di manganina e constantan vengono utilizzate per la produzione di resistori avvolgibili standard, poiché presentano una alta resistività e un basso coefficiente di temperatura della resistenza.
La lamina e il filo di manganino vengono utilizzati per la produzione di resistenze come gli amperometri shunt, in quanto il manganino ha quasi zero coefficiente di temperatura della resistenza.
L'lega nichel-rame-manganese viene utilizzata per la produzione di resistenze standard, resistenze a filo avvolto, resistenze a filo avvolto di precisione, ecc. Questa lega ha la seguente composizione: Nichel = 4%; Rame = 84%; Manganese = 12%.

Quali sono gli usi comuni delle resistenze (applicazioni delle resistenze)

Alcune delle applicazioni delle resistenze includono:

Le resistenze vengono utilizzate negli amplificatori, oscillatori, multimetri digitali, modulatori, demodulatori, trasmettitori, ecc.
Fotorisistenze vengono utilizzate nei sistemi antifurto, nei rilevatori di fiamme, nei dispositivi fotografici, ecc.
Le resistenze a filo avvolto vengono utilizzate in shunt con gli amperometri quando è richiesta alta sensibilità, controllo bilanciato della corrente e misurazione accurata.

Fonte: Electrical4u.

Dichiarazione: Rispettare l'originale, gli articoli di qualità meritano di essere condivisi, in caso di violazione dei diritti d'autore contattare per la cancellazione.

Dai una mancia e incoraggia l'autore!

Argomenti:

Elettricità di base

Resistore elettrico

Informazioni sugli esperti

Electrical4u

China

Area di competenza

Basic Electrical

Articolo professionale

607