Laboratorio di sistemi 3 A Meccanica Energia. Resistività ρ Resistori e resistenza elettrica Ω

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1 Laboratorio di sistemi 3 A Meccanica Energia Resistività ρ Resistori e resistenza elettrica Ω

2 Resistività elettrica La resistività elettrica (ρ), anche detta resistenza elettrica specifica, è l'attitudine di un materiale a opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche. Nel Sistema internazionale la resistività si misura in Ohm per metro (Ω m); oppure in (Ω mm^2/m). La resistività è l attitudine di un materiale ad opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche. L inverso della resistività è σ è la conduttanza elettrica misurata in S/m (Siemens/metro) ; (1/Ω)

3 Resistività e coefficienti di temperatura dei materiali più comuni: Temperatura di riferimento 0 [ C] Materiale Resistività elettrica r 0 [W mm 2 /m] Coefficiente di temperatura a 0 [1/ C]] Buoni conduttori Conduttori Semiconduttori Isolanti Argento 0, Rame 0,016 4, Oro 0,021 3, Alluminio 0,026 4, Tungsteno (Wolframio) 0,05 4, Stagno 0,115 4, Ferro dolce 0,13 4, Piombo 0,2 4, Manganina (Cu, Mn, Ni) 0,4 0, Costantana (Cu, Ni) 0,5 ~ 0 Ferro-Nichel 0,85 0, Mercurio 0,951 0, Carbone 30 negativo Germanio purissimo negativo Silicio purissimo negativo Olio minerale ~ Porcellana ~ Mica ~ Polistirolo ~ Se servono la resistività ed il coefficiente di temperatura ad una temperatura t [ C] diversa da 0 [ C], si possono calcolare con le seguenti espressioni:

4 RESISTENZA Il resistore e' il componente più utilizzato in campo elettronico. Non esiste circuito elettronico che possa funzionare correttamente senza tale componente. Normalmente si ritiene che un resistore possa essere selezionato in base al valore della resistenza elettrica nominale (Ω) e la potenza massima che può dissipare Pmax (W). Ciò e' normalmente sufficiente per la maggior parte delle applicazioni, ma in alcuni casi specifici, vanno presi in considerazione anche altri importanti parametri come per esempio la sua dipendenza al variare della temperatura. La funzione del resistore e' quella di limitare la corrente elettrica in determinati rami di un circuito elettrico o per polarizzare altri dispositivi elettronici collegati in serie. Esso e' inoltre utilizzato per realizzare precisi attenuatori di tensione elettrica mediante partizione. La sua elevata precisione rispetto ad altri componenti sia attivi che passivi lo rendono il componente ideale nel campo della strumentazione di misura. I resistori in generale sono componenti lineari e obbediscono alla legge di Ohm.

5 Tecnologia delle resistenze comuni In accordo con le norme IEC sono state normalizzate delle serie di valori compresi tra 1 a 10. Tutti gli altri sono multipli o sottomultipli di 10. (tab. 1.3 e 1.4) La serie E6 ha 6 valori, la serie E12 ha 12 valori e così via.

6 Resistori a filo, resistori campione I resistori metallici a filo, detti anche a filo avvolto sono classificabili nei tipi di potenza e di precisione. I primi devono sopportare elevate temperature, realizzati in lega di Nichel-Cromo. I secondi sono realizzate con manganina o costantana, realizzate con leghe caratterizzate da bassa sensibilità alla variazione di temperatura. Costantana= 80% Cu+ 20% Ni Manganina= 80% Cu+(20% Ni+ Mn) Reostato 100Ω (2A) R=ρ*L/S [Ω] Dove L= lunghezza del filo resistivo S= area della sezione del filo

7 Reostato campione 50Ω 1A

8 Serie normalizzate dei resistori

9 Resistori a impasto di carbonio I resistori a impasto di carbonio sono costituiti da una miscela di carbonio finemente polverizzato, di un riempitivo isolante e di un legante a base di resina. Il rapporto tra la quantità di carbonio (conduttore) e quella del riempitivo, determina il valore della resistenza. Sono i resistori più economici con gamma di valori molto estesi, potenza nominale da 0.25W; 0.5W; 1W; 2W; 5W;..

10 Esempi di resistori fissi :

11 Esempio delle caratteristiche costruttive dei resistori

12 Codice dei colori per resistenze ESEMPIO DI CALCOLO R1= rosso + nero + arancio + oro = R1= 20 x 10 3 ± 5% = Ω = 20 KΩ

13 TOLLERANZA La tolleranza di un resistore e' la massima deviazione del valore resistivo reale rispetto a quello nominale. Essa viene espressa normalmente in percentuale. Il valore nominale di una resistenza elettrica e' quello che dovrebbe presentare a 25 C. I valori di tolleranza normalmenti usati sono: Altissima precisione per tolleranze inferiori del 0,25% e 0,1%. Alta precisione per tolleranze del 0,5%, 1% e 2%. Media precisione per tolleranze del 5% e 10%.e Bassa precisione per tolleranze del 20%.

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