I Resistori sono i più diffusi dei componenti elettronici. Si tratta di un elemento fondamentale in quasi tutti i circuiti. E giocano un ruolo importante nella nostra equazione della(‘https://www.progettiarduino.com/legge-di-ohm-tensione-corrente-e-resistenza.html’)

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In questo tutorial sulle resistenze tratteremo:

Che cosa è un resistore ?!
L`unità dei resistori
Simbolo della resistenza in un circuito
Resistenze in serie e in parallelo
Diverse varianti di resistenze
Colore di codifica e bande colorate
Montaggio superficiale decodifica resistenza
Esempio di Applicazioni con i resistori

Nozione di base dei resistori
I Resistori sono componenti elettronici che hanno una specifica, immutabile** resistenza elettrica** . La resistenza del resistore limita il flusso di elettroni attraverso un circuito.
Sono componenti passivi, nel senso che consumano solo corrente (e non sono in grado di generarla). Le Resistenze di solito sono aggiunte ai circuiti dove includono componenti attivi come gli amplificatori operazionali, microcontrollori e di altri circuiti integrati . Comunemente le resistenze sono utilizzate per limitare la corrente e per dividere le tensioni (partitore).
Unità dei resistori
La resistenza elettrica di un resistore è misurata in** ohm** . Il simbolo di un ohm è il simbolo greco omega: Ω. La definizione 1Ω è la resistenza tra due punti dove applicato 1 volt (1V) di energia potenziale spingerà 1 ampere (1A) della corrente.
Come lunità di misura varia da valori più grandi o più piccoli di Ohm e può essere abbinato con un prefisso come kilo, mega o giga. E 'molto comune vedere resistenze nellordine dei kilohm (kΩ) e nellla gamma megaohm (MΩ) (molto meno comune vedere miliohm). Ad esempio, un resistore di 4,700Ω equivale ad un resistore 4.7kΩ, ed un resistore 5,600,000Ω può essere scritta come 5,600kΩ o più comunemente come 5.6MΩ.
Simbolo schematico
Tutti i resistori hanno due terminali , una connessione su ciascuna estremità della resistenza. Quando inserito su uno schema, un resistore apparirà come uno di questi due simboli:

Due simboli schematici di comuni resistori. R1 è una resistenza di 1kΩ in stile americano, ed R2 è un stile internazionale di 47kΩ.

I simboli circuitali della resistenza sono generalmente migliorati inserendo un valore di una resistenza e un nome. Il valore, visualizzato in ohm, è ovviamente fondamentale sia per valutare che per costruire effettivamente il circuito. Il nome della resistenza è preceduta da una R e segue un numero. Ogni resistore in un circuito dovrebbe avere un unico nome / numero. Ad esempio, ecco un paio di resistenze in azione su un circuito timer 555:

In questo circuito, i resistori svolgono un ruolo chiave nella definizione della frequenza di uscita del temporizzatore con ne555. Un altro resistore (R3) limita la corrente che attraversa un LED.

Tipi di resistenze
Resistori sono disponibili in una varietà infinita di forme e dimensioni. Potrebbero essere “standard” (foro passante) per un montaggio su scheda o PCB. Potrebbero essere di tipo “SMD” (montaggio superficiale) o del tipo “resistenza variabile”.
Capi di un resistore e montaggio
Le resistenze foro passante o montaggio superficiale sono le più comuni. Questi tipi di resistori di solito sono abbreviati come PTH (placcato foro passante) o SMD / SMT (surface-mount dispositivo o tecnologia).
**Le resistenze Standard **sono dotate di lunghi cavi flessibili che possono essere bloccati in una basetta breadboard o saldati in una scheda di prototipazione o scheda a circuito stampato (PCB). Queste resistenze sono di solito più utili in prototipazione, o in ogni caso in cui si preferisce non saldare minuscole, piccole resistenze SMD lunghe 0.6mm. I lunghi cavi di solito richiedono rifilatura, e queste resistenze sono tenute a prendere molto più spazio rispetto ai loro omologhi SMD a montaggio superficiale.
Le più comuni resistenze a fori passanti sono disponibili in un pacchetto assiale. La dimensione di una resistenza assiale è relativa alla sua potenza. Una comune resistenza da ½W misura circa 9,2 millimetri di diametro, mentre una resistenza da ¼W più piccola è di circa 6,3 millimetri.

Una resistenza da mezzo watt (½W) (sopra) fino a un quarto di watt (¼W) (sotto).

Le resistenze SMD sono solitamente piccoli rettangoli neri, terminati su entrambi i lati con bordi argentati e conduttivi. Queste resistenze sono destinate a poggiarsi sulla parte superiore del PCB, dove sono saldati. Queste resistenze sono così piccole perchè di solito sono posizionate da un robot , e inviate attraverso un forno dove la saldatura fonde e li tiene in posizione.

Un piccolo resistore 0603 da 330Ω, sopra il naso lucido di George Washington sulla facciata di un quarto di dollaro.

Le resistenze SMD sono disponibili in formati standardizzati; di solito o 0805 (0,8 millimetri di lunghezza per 0,5 millimetri di larghezza), 0603 o 0402. Sono utili per i circuiti di produzione di massa, o nei disegni in cui lo spazio è un bene prezioso.
Com’è fatto un resistore
I resistori possono essere costruiti su una vasta varietà di materiali. Le resistenze moderne sono realizzate in carbonio, metallo o pellicola con ossido di metallo . In questi resistori, una pellicola sottile di materiale conduttivo (anche se ancora resistivo) è avvolto ad elica e coperto da un materiale isolante. La maggior parte delle resistenze standard arriverà in una composizione di film in carbonio o film metallico.

Sbirciatina dentro le viscere di un paio di resistori a film di carbonio. I valori di resistenza da cima a fondo: 27Ω, 330Ω e un 3.3MΩ. All’interno del resistore, un film di carbonio è avvolto intorno un isolante. Più si avvolge e più si ha una maggiore resistenza.

Altre resistenze a foro passante potrebbero essere a filo o in lamina metallica super-sottile. Queste resistenze sono di solito più costose, perchè appositamente scelte per le loro caratteristiche uniche come potenza superiore, o intervallo di temperatura massima.

Le resistenze SMD sono di solito a film o di sottile varietà. A film spesso sono generalmente più economiche ma meno precise di quelle sottili. In entrambi i tipi di resistori, un piccolo film di lega metallica resistivo è inserito tra una base di ceramica e vetro con rivestimento epossidico, e quindi collegati ai bordi conduttivi di terminazione..
Resistori speciali
Ci sono una varietà di altri tipi di resistenze per scopi speciali. Un tipo di resistore può avere 5 resistori in un unico componente con 6 piedini. Le resistenze con queste matrici possono condividere un pin comune, o essere impostato come partitore di tensione.

Un array di cinque resistenze da 330Ω , tutti legati insieme ad una estremità.

Resistenze variabili note come reostati, potenziometri o trimmer, sono resistori regolabili tra un determinato intervallo di valori. Due pin esterni collegano due resistenze interne, in serie, una presa centrale tra di loro crea un regolatore di tensione . Queste resistenze variabili sono spesso utilizzati per gli ingressi, come manopole del volume, che devono essere regolabili.

Una infarinatura di potenziometri. Da in alto a sinistra, in senso orario: una trimmer standard di 10k , joystick a 2 assi , sensore flessione , scorrevole , classico ad angolo retto , e un trimmer compatto 10k .

Decodifica e marcatura dei resistori
Anche se non possono mostrare il loro valore assoluto, la maggior parte delle resistenze sono contrassegnate per mostrare la loro resistenza. Resistenze PTH utilizzano un sistema di codifica a colori (che in realtà aggiunge qualche tocco ai circuiti), e resistenze SMD hanno un proprio sistema di marcatura dei valori.
Decodifica bande dei colori dei resistori
Le resistenze comuni di solito usano il sistema di colore a bande per mostrare il loro valore. La maggior parte di queste resistenze avrà quattro bande di colore che circondano la resistenza.
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Le prime due bande indicano le due cifre più significative del valore del resistore. Il terzo gruppo è un valore di peso, che moltiplica le due cifre significative per una potenza di dieci.

La banda finale indica la tolleranza della resistenza. La tolleranza spiega quanto più o meno effettivo possa essere il valore del resistore. Nessuna resistenza è fatta alla perfezione, e per diversi processi di produzione si tradurrà in tolleranze migliori o peggiori. Ad esempio, un resistore 1k con tolleranza del 5% potrebbe effettivamente essere ovunque tra 0.95kΩ e 1.05kΩ.

Come si fa a dire quale banda è il primo e l’ultimo? L’ultima, banda di tolleranza è spesso nettamente distinta da quelle fasce di valori perchè di solito sarà essere d’argento o oro.

Ecco una tabella di ciascuno dei colori e quale valore, di moltiplicatore o di tolleranza rappresentano:

Ecco un esempio di una resistenza 4.7kΩ con quattro bande di colore:
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Quando vuoi decodificare le bande di colore del resistore, consulta la tabella dei codici colore della resistenza come quella qui sopra. Per le prime due fasce, troverai il valore numerico corrispondente di quel colore. La resistenza 4.7kΩ ha bande di colore di colore giallo e viola per cominciare che hanno valori di 4 e 7 (47). La terza fascia del 4.7kΩ è rossa , che indica che il 47 deve essere moltiplicato per 10² (o 100). 47 volte 100 è 4.700!
Decodifica e marcatura resistori SMD
Le resistenze SMD, hanno un modo tutto loro di mostrare il valore. Ci sono alcuni metodi di marcatura comuni che si vedono su queste resistenze. Di solito hanno tre o quattro caratteri - numeri o lettere - stampate sulla parte superiore del case.

Se i tre elementi che stai vedendo sono tutti i numeri , probabilmente stai guardando marcata una resistenza E24.Queste marcature in realtà condividono una certa somiglianza con il sistema di banda-colore utilizzata sulle resistenze di tipo PTH. I primi due numeri rappresentano le prime due cifre più significative del valore, l’ultimo numero rappresenta una grandezza.

Nella foto precedente, le resistenze sono segnate come 104 , 105 , 205 , 751 , e 754 . La resistenza contrassegnato con 104 dovrebbe essere 100kΩ (10×10⁴ ), 105 sarebbe 1M (10×10⁵ ), e 205 è 2MΩ (20×10⁵ ). 751 è 750Ω (75×10¹), e 754 è 750kΩ (75×10⁴ ).
Un altro sistema di codifica comune è il tipo E96 , ed è il più criptico del gruppo. Le resistenze E96 saranno contrassegnate da tre elementi - due numeri all’inizio e una lettera alla fine. I due numeri indicano le prime tre cifre del valore, come possiamo vedere nella tabella sottostante.

La lettera alla fine rappresenta un moltiplicatore, come possiamo vedere in questa tabella:

Quindi un 01C è un resistore da 10k (100×100), 01B è 1k (100×10), e 01D è 100kΩ. Questi sono facili, altri codici non possono essere. 85A dalla foto sopra è 750Ω (750×1) e 30C è in realtà 20k.

Potenza di un resistore
La potenza di un resistore è uno dei valori più nascosti. Tuttavia può essere importante, ed è un argomento che ti viene in mente quando si seleziona un tipo di resistenza.
La potenza è la percentuale di energia che si trasforma in qualcos’altro ed è misurata in unità di watt (W). Le lampadine, ad esempio, l’energia elettrica viene trasformata in luce. Ma una resistenza può trasformare l`energia elettrica che l’attraversa solo in calore . Il calore di solito non è un bel compagno di giochi con l’elettronica; troppo calore porta a fumare, e bruciare i componenti!

Ogni resistenza ha una specifica potenza nominale massima. Al fine di mantenere la resistenza a basse temperature, è importante assicurarsi che l’alimentazione che attraversa un resistore è tenuta sotto il suo massimo. La potenza di un resistore è misurata in watt, e di solito si aggira tra ⅛W (0.125W) e 1W. Resistenze con potenze superiori a 1 W sono solitamente indicate come resistori di potenza, e sono utilizzati in particolare per la loro capacità di dissipazione.
Trovare la potenza per un resistore
La potenza di un resistore di solito può essere dedotta osservando le dimensioni dell`involucro. Le resistenze standard foro passante vengono solitamente vendute da ¼W o ½W. Per usi speciali, le resistenze di potenza potrebbero elencare la loro potenza sulla resistenza.
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Queste resistenze di potenza sono in grado di gestire molto più potere prima di bruciare. Da in alto a destra in basso a sinistra ci sono esempi di 25W, 5W e 3W, con valori di 2Ω, 3Ω 0.1Ω e 22kΩ. Piccole resistenze di potenza vengono spesso utilizzate per rilevare la corrente.

Misurazione della potenza che attraversa un resistore
L’alimentazione è generalmente calcolata moltiplicando la tensione per la corrente (P = IV). Ma, applicando la (‘https://www.progettiarduino.com/legge-di-ohm-tensione-corrente-e-resistenza.html’), possiamo anche utilizzare il valore della resistenza nel calcolo di potenza. Se conosciamo la corrente circolante attraverso una resistenza, si può calcolare la potenza come:

Oppure, se si conosce la tensione ai capi di un resistore, la potenza può essere calcolata come:

Resistenze in serie e in parallelo
Quando i resistori sono combinati in serie o in parallelo, creano una resistenza totale, che può essere calcolata utilizzando una delle due equazioni in basso. Sapere come si combinano i valori di resistenza è utile se è necessario creare un valore di resistenza specifica.
Resistenze in serie
Quando si hanno valori di resistenza in serie bisogna semplicemente addizionare i valori.

N resistenze in serie. La resistenza totale è la somma di tutte le resistenze in serie.

Così, per esempio, se si deve avere una resistenza 12.33kΩ, bisogna cercare alcuni dei valori di resistenza più comuni per esempio 12kΩ e 330Ω, e inserirli in un circuito insieme in serie.
Resistenze in parallelo
Trovare la resistenza totale dei resistori in parallelo non è così facile. La resistenza totale di N resistori in parallelo è l’inverso della somma di tutte le resistenze inverse. Questa equazione potrebbe avere più senso di quest`ultima frase:

N resistenze in parallelo. Per trovare la resistenza totale, invertire ogni valore di resistenza, aggiungerli, e poi invertire il risultato

(L’inverso della resistenza è effettivamente chiamato conduttanza: la conduttanza di resistori in parallelo è la somma di ciascuno delle loro conduttanze).

Come nel caso particolare di questa equazione: se si hanno solo due resistenze in parallelo, la loro resistenza totale può essere calcolata con questa equazione:

Altra cosa fondamentale, se si dispone di due resistenze parallele di pari valore, la resistenza totale sarà la metà del loro valore. Per esempio, se due resistori 10k sono in parallelo, la resistenza totale è 5kΩ.

Un modo veloce per dire che due resistori sono in parallelo è quello di utilizzare l’operatore in parallelo: . Ad esempio,
se R 1 è in parallelo con R 2 , l’equazione concettuale potrebbe essere scritta come R 1 R 2 . Molto più pulito, e nasconde tutte le frazioni!
Reti di resistori
Come inizio al calcolo delle resistenze totali, i docenti di elettronica amano sottoporre i loro studenti alla ricerca della resistenza totale delle reti di resistori contorte.

Un problema comune sulle reti di resistenza potrebbe essere qualcosa del tipo: “qual è la resistenza dai terminali A a B? In questo circuito”

Per risolvere tale problema, avviare al back-end del circuito e semplificare verso i due terminali. In questo caso R7 , R8 ed R9 sono tutti in serie e possono essere sommati. Questi tre resistori sono in parallelo con R6 , così queste quattro resistenze potrebbero essere trasformate in una resistenza R6 || (R7 + R8 + R9 ). Guardiamo il nostro circuito:

Ora le quattro resistenze più a destra possono essere semplificate ulteriormente. R4 , R5 ed il nostro agglomerato di R6 - R 9 sono tutti in serie e possono essere aggiunti. Poi quelle resistenze in serie sono tutte in parallelo con R3 .

E questo circuito è solo con tre resistenze in serie tra le A e B terminali. Quindi la resistenza totale del circuito è: R1 + R2 + R3 (R4 + R5 + R6 (R7 + R8 + R9 )).

Esempi di applicazioni
Resistenze esistono in quasi tutti i circuiti elettronici. Ecco alcuni esempi di circuiti, che dipendono pesantemente dai nostri amici resistori.
Limitare la corrente per i LED
Le resistenze sono fondamentali nel rendere sicuri i LED non farli saltare in aria quando viene applicata l’alimentazione. Collegando un resistore in serie con un LED, la corrente che fluisce attraverso i due componenti può essere limitata ad un valore di sicurezza.
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Quando si dimensiona un resistore per la limitazione della corrente, cercare due valori caratteristici del LED: la tensione tipica, e la corrente massima. La tensione tipica è la tensione necessaria ad accendere un LED, e varia (generalmente compresa tra 1,7 V e 3.4V) a seconda del colore del LED. La corrente massima è di solito intorno i 20mA per LED di base; la corrente che attraversa il LED deve sempre essere uguale o inferiore a quella corrente.

Una volta che hai ottenuto questi due valori, è possibile dimensionare un resistore limitatore di corrente con questa equazione:

V S è la tensione dei alimentazione, solitamente una tensione di batteria o alimentatore. V F e I F sono tensione diretta del LED e la corrente desiderata che la attraversa.

Ad esempio, si supponga di avere una batteria da 9V per alimentare un LED. Se il LED è rosso, si potrebbe avere una tensione intorno a 1.8V. Se si vuole limitare la corrente a 10mA, utilizzare una resistenza in serie di circa 720Ω.

Partitore di tensione
Un partitore di tensione è un circuito che trasforma una grande tensione in una più piccola. Utilizzando solo due resistori in serie, una tensione di uscita può essere creata con una frazione della tensione di ingresso.

Ecco il circuito partitore di tensione:
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Due resistori R1 e R2 , sono collegati in serie a un generatore di tensione (Vin). La tensione da Vout a GND può essere calcolata come:

Per esempio, se R1 era 1.7kΩ e R2 è 3.3kΩ, una tensione di ingresso 5V potrebbe essere trasformata in 3.3V al Vout.

Divisori di tensione sono molto utili per la lettura di sensori resistivi, come fotocellule , sensori di flessione ecc. Una metà del partitore di tensione è il sensore, e l`altra parte è una resistenza statica. La tensione di uscita tra i due componenti è collegato ad un convertitore analogico-digitale su un microcontrollore (MCU) per leggere il valore del sensore.
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Qui un resistore R1 ed una fotocellula creano un partitore di tensione per creare una tensione di uscita variabile.

Resistenza di Pull-up
Una resistenza di pull-up viene utilizzata quando è necessario controllare pin di ingresso di un microcontrollore e portarlo ad uno stato noto. Una estremità del resistore è collegato al pin della MCU, e l’altra estremità è collegata ad una tensione elevata (normalmente 5V o 3.3V).

Senza un resistore di pull-up, l`ingresso sul MCU potrebbe essere lasciato fluttuante. Non c’è alcuna garanzia che un pin fluttuante è a tensione alta (5V) o basso (0 V).

I resistori pull-up sono spesso utilizzati per l’interfacciamento di un pulsante in ingresso.

Nel circuito di cui sopra, quando l’interruttore è aperto il pin di ingresso del MCU è collegato attraverso la resistenza a 5V. Quando l’interruttore si chiude, il pin di ingresso è collegato direttamente a massa.

Il valore di una resistenza di pull-up di solito non ha bisogno di essere qualcosa di specifico. Ma dovrebbe essere abbastanza alta. Di solito i valori intorno a 10k funzionano bene.