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Resistenze

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Resistenze

Messaggio Da bandAlex il 22/8/2011, 22:21

Le resistenze sono di sicuro il componente più utilizzato, ma sono pochi coloro che ne conoscono a fondo le caratteristiche.

In rete ci sono molte informazioni, alcune valide, altre che hanno un'attendibilità vicina alla leggenda metropolitana. Vediamo di fare chiarezza.

Le serie
Il valore delle resistenze si esprime in Ω (ohm), e dal momento che i valori possibili sono tanti, si è pensato di suddividerli in varie serie (E6, E12, E24 e E96). Ciascuna serie è formata da una serie di valori che rappresentano la decade. Nella E6, si hanno 6 valori possibili:

E6
1 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8

ripetuti ovviamente per ciascuna decade. Quindi, ad esempio, la decade successiva sarà:

100 150 220 330 470 680

e così via fino a completare tutte le decadi. In genere i valori possibili spaziano da 1 Ω a 10 MΩ, e quindi in totale per la E6 ci saranno 46 valori, mentre per la E24, la più comunemente usata, diventano ben 168.

Le serie sono anche legate alla tolleranza, ed è abbastanza ovvio che la E6 sarà quella con la tolleranza più alta, cioè 20%. Segue poi la E12 con il 10%, la E24 al 5% e 1 % e la E96 con tolleranza uguale o inferiore a 1%.

Questi sono tutti i valori possibili:

E12
1 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2

E24
1 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.7 3 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1

E96
Sono troppi 96 valori da scrivere. :x Tanto la E24 è quella che userete più spesso. :|

La potenza
La prima cosa da tenere a mente quando si usano le resistenze è che il loro compito principale è di dissipare energia, che puntualmente trasformano in calore. E questo è vero sempre anche quando la resistenza durante il funzionamento vi sembra che resti fredda. L'aumento di temperatura è inevitabile, ma quando si tratta solo di qualche grado, il dito non è abbastanza sensibile da rilevarlo. Se invece una resistenza emette fumo, vuol dire che i vostri calcoli erano sbagliati.

Per calcolare rapidamente quanta potenza dissiperà un resistore, è sufficiente sapere la tensione che si localizzerà ai suoi capi:

P = V² / R

ovvero la tensione al quadrato diviso il valore della resistenza. Esistono resistenze di vari livelli di potenza massima, a partire da 1/8 Watt, per finire con le centinaia di Watt. A noi in genere servono al massimo da qualche Watt, ma le più usate sono senza dubbio quelle più piccole, da 1/8 o 1/4 di Watt.

La formula da un'indicazione della potenza massima che dovrà gestire il resistore, ma è bene considerare che i costruttori indicano tale potenza per una temperatura del componente di 70°C. Cioè vi si dice chiaro e tondo che quel resistore da 1/4 Watt, se dissiperà tutta la potenza di targa, raggiungerà quella temperatura. E' quindi molto saggio essere di manica larga con le resistenze, e considerare il valore di potenza dissipato più alto di almeno un terzo rispetto a quello calcolato. Questo perchè sicuramente esisterà un cabinet in cui il circuito andrà a finire, e che per via delle altre dissipazioni presenti avrà una temperatura media ben più alta di quella dell'ambiente circostante, e quindi la resistenza vedrà la sua temperatura aumentata di pari livello. Se l'interno del cabinet si trova a 50°C, dovrete sommare 50 - 25 = 25°C alla vostra resistenza che raggiungerà quindi i 95°C. Se state pensando a un suono "caldo", non sarò certo io a distogliere le vostre fantasie.

Il valore della resistenza ovviamente cambierà in base alla temperatura. E' un fenomeno fisico inevitabile, sicchè non esiste resistenza che non ne sia soggetta, e tale variazione è espressa in parti per milione (ppm) per grado centigrado. Non è una variazione eclatante, ma nemmeno tanto trascurabile, soprattutto se state usando resistenze allo 0.1% (perchè voi siete audiofili) e poi però lasciate tranquillamente scivolare il valore a causa della temperatura.

Nel prossimo post parliamo delle tipologie di resistenze.


Ultima modifica di bandAlex il 22/8/2011, 23:53, modificato 1 volta
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Tipologie di resistenze

Messaggio Da bandAlex il 22/8/2011, 23:36

Tipologie
Esistono solo due tipi fondamentali di resistenze: quelle a film metallico, e quelle a filo. Vi sconsiglio di accettare altri tipi di resistenze dagli sconosciuti.

Tra gli audiofili vanno di moda quelle a impasto di carbone, perchè esse sono meno precise, sono più sensibili alla temperatura, e sono più rumorose. Tali caratteristiche donano quel non so che di imprevedibilità e di fascino che fanno tanto hi-end.

Film metallico
Le industrie che producono componentistica elettronica hanno raggiunto livelli di precisione notevoli, e la nostra fortuna è che di resistenze a film metallico ne vengono prodotte a trilioni, per questo le possiamo acquistare a pochi centesimi.

La base di un resistore a film è composta da una barretta di ceramica, sulla quale viene depositato un sottile strato di metallo, un "film" appunto, da cui deriva il nome. La levigatura di questa barretta è fondamentale, perchè qualunque particella estranea (sporco, residui di lavorazione, etc.) renderà meno omogeneo il film, peggiorando le caratteristiche di rumore della resistenza. Il rumore infatti è generato da qualunque tipo di discontinuità che può disturbare il flusso di elettroni che attraversa il film.

Lo spessore del film deposto sulla ceramica determinerà il valore resistivo finale, ma anche il livello di rumore: più sottile è il film, più alto è il rumore generato dalla resistenza. Se la lega nickel-cromo utilizzata per il film contiene delle impurità, essa è più granulare e questo causerà un aumento ulteriore del rumore.

Il processo di costruzione non termina qui, in quanto il valore resistivo sarebbe troppo basso, per cui bisogna incidere una spirale intorno alla barretta, in modo da eliminare del metallo e quindi aumentare il valore resistivo per portarlo a quello di targa. Più spire avrà l'elica e più sottile sarà il metallo che rimane, e questo influenzerà ancora una volta il rumore generato. Anche questo è un processo molto critico, e se il taglio non è preciso peggiorerà le caratteristiche del componente, motivo per cui viene utilizzato un raggio laser.

Vengono poi applicati i terminali e per finire viene depositata una vernice resistente agli agenti esterni con il valore espresso tramite il color-code standard.

Dal momento che le resistenze a film sono composte in pratica da una traccia molto sottile di metallo, esse generano del rumore ulteriore che sarà proporzionale alla tensione continua presente ai loro capi, circa 0.1 uVolt / Volt. In un circuito valvolare ad alta tensione, le resistenze a film sono così destinate per legge divina ad essere più rumorose.

Filo
Le resistenze a filo si usano quando bisogna dissipare potenze oltre un certo valore, e poichè il film sarebbe troppo sottile esse vengono realizzate avvolgendo del filo metallico intorno alla solita barretta di ceramica. Dal momento che il filo è spesso, le eventuali imperfezioni in superficie rappresentano solo una piccola frazione della sezione totale, per cui questo tipo di resistenze non è soggetto all'aumento di rumore con la tensione applicata: sono da preferire come carico anodico di una valvola a basso rumore.

Il problema delle resistenze a filo è la loro induttanza. Dal momento che in effetti si tratta di un avvolgimento, l'induttanza dipenderà dalle dimensioni fisiche del componente, in particolare dalla sua lunghezza e dal numero di spire.

Comunque, questa induttanza è insignificante per valori di resistenza superiori a 10 KΩ, mentre deve essere accuratamente tenuta in conto per valori inferiori. Per avere un'idea, una resistenza a filo corazzata da 200 Ω, 25 W, lunga 3 cm, presenta un'induttanza maggiore di 2 uH.
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Re: Resistenze

Messaggio Da lelello il 23/8/2011, 20:39

Come ho riso.
Naturalmente tutto molto interessante.

Cito Alex nei passaggi migliori

Se invece una resistenza emette fumo, vuol dire che i vostri calcoli erano sbagliati

Tra gli audiofili vanno di moda quelle a impasto di carbone, perchè esse sono meno precise, sono più sensibili alla temperatura, e sono più rumorose. Tali caratteristiche donano quel non so che di imprevedibilità e di fascino che fanno tanto hi-end.  
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Re: Resistenze

Messaggio Da bandAlex il 23/8/2011, 22:12

E non ho finito. Pensa quando parlerò dei trasformatori... :D
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Re: Resistenze

Messaggio Da agenzia.tormenti il 24/8/2011, 14:29

bandAlex ha scritto:E non ho finito. Pensa quando parlerò dei trasformatori... :D

Sui trasformatori mi raccomando vacci piano.
Nutro forte simpatia per quelli a lamierini... :oops: :oops: :oops:

Saluti
Francesco

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Re: Resistenze

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