FISICA COMPONENTI DEI CIRCUITI RESISTENZE ( RESISTORI ) In un circuito, una resistenza è un componente elettrico che si oppone parzialmente al passaggio di corrente, consumando l’energia elettrica e disperdendola sottoforma di energia termica. Tale fenomeno è detto effetto Joule, e viene sfruttato ad esempio nei forni elettrici, negli scaldabagni, per ottenere temperatura. Inoltre, sapendo che un corpo sufficientemente riscaldato emette luce, si sfrutta la resistenza nell’illuminazione, come nelle lampadine. Per contrastare una certa resistenza serve una certa potenza, pertanto sui nostri congegni elettrici viene riportata la potenza necessaria in Watt a far funzionare l’apparecchio. simbolo grafico . I resistori nel circuito invece modulano le tensioni in vari modi. Si presentano come piccoli cilindretti con delle strisce colorate. Tale marcatura serve a determinare il valore di resistenza offerto dal componente: colore Assente Argento Oro Nero Marrone Rosso Arancio Giallo Verde Blu Viola Grigio Bianco 1° ring 2° ring Cifra 1 Cifra 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3° ring 4° ring moltiplicatore tolleranza + 20 % 10 – 2 ( 0,01) + 15 % 10 – 1 ( 0,1) +5% 10 0 (1) 10 1 ( 10 ) +2% 10 2 ( 100 ) +1% 3 10 ( 1000 ) 4 10 (10 K) 10 5 ( 100 K) + 0,5 % 10 6 ( 1 M ) + 0,25 % 10 7 ( 10 M) + 0,1 % 10 8 (100 M) + 0,05 % 10 9 ( 1 G ) Nel caso della resistenza in figura: rosso 2 nero 0 rosso x 100 oro tolleranza + 5% quindi: 20 x 100 = 2000 Ω con tolleranza + 5% potrebbe misurare: dai 1990 Ω ai 2010 Ω in generale: 2 KΩ (chilo ohm) funzionamento interno: 1 ) La corrente entra ed esce dai due capi, saldati a due capsule di nichel. 2) Viene disposto tra le due capsule un cilindretto di materiale isolante, come la ceramica, e viene rivestito da una pellicola di carbonio. 3) Il tutto viene rivestito con un materiale isolante sul quale viene applicato il sistema di marcatura a bande. Ai capi della resistenza si ha sempre la medesima intensità, poiché non vi sarà accumulo interno di carica nella resistenza. Questo comporta che in uscita si verificherà una caduta di tensione. Il valore di una resistenza di questo tipo sarà fissa e determinata ovviamente alla lunghezza, sezione e resistività del materiale scelto. La resistività ρ è l’inverso della permissività σ : ρ =1 σ pertanto possiamo scrivere R = ρ l a u.d.m.: Ω (ohm) Resistori variabili: I reostati sono dispositivi che consentono all’uomo di interagire manualmente e direttamente sulle prestazioni di alcuni componenti. Tra i reostati ( slide o trimmer ) quelli che lavorano sulla resistenza sono detti resistori variabili, e ce ne sono di varie specie: rotativi, termici, fotosensibili.. Il potenziometro slide ad esempio agisce sulla lunghezza del materiale resistente, costringendo la corrente al passaggio da una barretta conduttrice ad una resistente tramite un ponticello scorrevole su cui può agire esternamente una mano. Può anche essere realizzato in modo tale da interagire sull’area di contatto mediante la rotazione di un semidisco conduttore ed uno resistente. Molti comandi per gli equalizzatori, manopole di volume o la regolazione di lampade, termostati, sintonie radio, utilizzano questo componente. R=ρ l a potenziometro “slide” variabile R=ρ l . a variabile potenziometro rotativo Nota: quando il potenziometro slide è al massimo della sua resistenza, il fenomeno che la lampada sembri spenta non include assolutamente che non stia circolando ancora la corrente nel potenziometro: difatti, a tali dispositivi è montato apposta un interruttore per lo spegnimento totale. Fotoresistori e termoresistori: Sono delle resistenze variabili, in grado di acquistare energia da sorgenti esterne al circuito, come la luce, o la temperatura, in generale. Come sappiamo, non è consentito accumulo di carica nel resistore, pertanto se viene disposto un supporto (di solito il silicio come nei pannelli fotovoltaici) in grado di emettere elettroni in proporzione con la quantità di energia esterna il valore della sua resistenza aumenterebbe. Costruendo un circuito in grado di decifrare tale variazione come una necessità di interrompere automaticamente il circuito oltre un certo valore, possiamo ottenere i termostati (nelle stufe o negli scaldabagni: si spengono raggiunta la temperatura desiderata) o in apparecchi più sofisticati come gli esposimetri utilizzati nelle macchine fotografiche.