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TECNOLOGIE ELETTRONICHE
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Le resistenze - Parametri Caratteristici
Parametri caratteristici dei resistori
Valore nominale valore ohmico indicato dal costruttore
Tolleranza Lo scostamento percentuale della
resistenza dal valore nominale ossia dal
valore che sarebbe dovuto risultare dalla
fabbricazione.
Stabilità
variazione percentuale del valore ohmico
della resistenza dovuta ad un certo periodo
di lavoro in specificate condizioni di impiego.
Coefficiente di
temperatura
Il coefficiente di temperatura e' definito
dalla relazione:
In accordo alla soprastante relazione il coefficiente di temperatura si misura in
e rappresenta la variazione di resistenza per Ohm e per grado. Vari autori
definiscono con l'espressione.
che rappresenta la variazione percentuale di resistenza per grado di temperatura.
In tale caso le variazioni di resistenza dovranno essere calcolate con la relazione :
essendo Rt ed Rt0 i valori di resistenza che corrispondono rispettivamente alle temperature
t e t0, da cui
Coefficiente di tensione
II valore della resistenza, a parità di temperatura, non è
sempre indipendente dalla d.d.p. applicata al reslstore, ma può
aumentare o diminuire al crescere di questa a seconda della
qualità' del materiale usato.
Il coefficiente di tensione che tiene conto di tali variazioni e'
definito dalla relazione:
essendo R1 ed R2 le resistenze che corrispondono alle
tensioni V1 e V2 .
In accordo alla soprastante relazione , Kv rappresenta la
variazione percentuale di resistenza per Volt.
Da questa relazione si ottiene :
La misura del coefficiente di tensione deve essere
necessariamente effettuata mantenendo costante la
temperatura del componente.
Saldabilità
La variazione percentuale di resistenza che si verifica in seguito alla
saldatura dei terminali per il fissaggio negli apparati.
Tali variazioni di resistenza si veriflcano per lo più nei componenti ad
impasto ed a deposizione di carbone e sono dovute al surriscaldamento .
Nei resistori in miniatura dove i terminali sono in genere molto corti, se la
saldatura non e' fatta con particolarl accorgimenti, le variazioni di resistenza
possono raggiungere anche il 20%.
In genere la saldabilita' viene misurata fissando i terminali ad 1,5 cm di
distanza dal corpo del componente con un saldatore elettrico da 120 Watt
alla temperatura di ~300°C, in un tempo di 15 secondi.
In tali condizioni le variazioni di resistenza non dovrebbero superare lo 0,5%
per le resistenze a deposizione di carbone ed 3% per quelle ad impasto.
Temp. massima
di lavoro
I resistori ad impasto possono essere seriamente dannegglati da
temperature che superino i 120 °C, soprattutto per cambiamenti
nelle strutture dei materiati leganti impiegati nella fabbricazione
dell'elemento resistente.
I tipi a deposizione di carbone possono raggiungere i 150 °C, quelli a
film metallico i 200 °C ed i resistori a deposizione di ossidi i 300 °C.
Le temperature citate sono da ritenersi indicative degli ordini di
grandezza e sono dovute sia alla potenza dissipata nel resistere, sia al
calore proveniente dall'ambiente e dagli altri componenti presenti
nell'apparato.
Per i resistori a filo il limite massimo di temperatura e' generalmente
stabilito dal tipo lacca o cemento vetroso che normalmente protegge
l'avvolgimento. Le temperature massime raccomandate sono comprese
tra i 150 °C ed i 450°C.
Potenza nominale
E' la potenza che un resistere può' dissipare in condìzloni ambientali
ben definite (generalmente aria secca a 25°C) senza che sia raggiunta
la temperatura massima consentita.
Tale potenza dipende oltreché' dalla qualità' dei materiali impiegati,
soprattutto dalle dimensioni geometriche del componente. Infatti, a
parità' di temperatura questo ha possibilità' tanto maggiori di dissipare
calore quanto più elevata e' la superficie esterna a contatto con il
mezzo refrigerante.
E' ovvio che se le condizioni ambientali non sono cosi' favorevoli come
quelle prima specificate l'effettiva potenza dissipabile e' inferiore alla
normale e da questa stimabile tenendo conto della effettiva possibilità'
di raffreddamento.
Tensione massima di lavoro
La tensione che farebbe dissipare al resistore la potenza P
consentita dalle condizioni ambientali di lavoro, è determinata
dalla relazione:
essendo R la resistenza in ohm. Se il componente è impiega-
-to in c.a. V rappresenta il valore efficace espresso in Volt e
P la resistenza media in Watt
Mentre per le resistenze a carbone di basso e medio valore
la tensione V rappresenta in genere anche la tensione mas-
-sima di lavoro, per le resistenze di valore elevato la d.d.p.
così calcolata può essere tale da far superare ai materiali
isolanti il gradiente di potenziale consentito. Cosi' ad esempio,
mentre un resistore da 1 Watt - 2 MOhm richiederebbe per
dissipare in c.a. la potenza nominale una tensione efficace di
1000 Volt, se il componente e' del tipo ad impasto di carbone
e di ordinarie dimensioni, dal punto di vista della rigidità'
dielettrica la tensione efficace non può' superare i 500 V circa.
Si può' quindi concludere che la potenza P= V2/R che tale
resistere e' in grado di dissipare e' di 1/4 di Watt, anziché'
2 Watt quali consentirebbero i limiti di temperatura ammis-
-sibili, e le dimensioni fisiche del componente.
Cifra di rumore
Tutti i resistori sottoposti ad una tensione continua danno luogo
a tensioni alternate di piccola ampiezza e l'insieme di questi disturbi
e' chiamato rumore.
Nei reslstori a filo il fenomeno e' essenzialmente una conseguenza
dell'agitazione termica degli elettroni ed e'nominata "Johnson nolse".
Le tensioni di rumore dovute all'effetto Johnson sono pratlcamente
indipendenti dal materiale usato e possono essere complessivamente
valutate con la formula :
essendo:
il valore efficace medio
T
la temperatura del resistore in gradi assoluti
R
il valore della resistenza in Ohm
La banda di frequenza in cicli per secondo
interessata dal rumore
Nei resistori ad impasto le fonti di rumore si ritengono dovute sia all'effetto Johnson,
sia a fluttuazioni della resistenza di contatto tra le diverse particelle di carbone .
Questa teoria dovuta agli studi di Christensen e Pearson trova conferma
sperimentale nel fatto che la cifra di rumore e' tanto più' elevata quanto maggiore e'
la resistenza elettrica
L'entità' del disturbo viene misurata applicando al resistore una tensione continua.
Per cifra di rumore si intende il rapporto tra la tensione di disturbo media espressa in
Volt efficaci e la tensione continua.
Come indica lo schema nella figura che segue le tensioni alternate di rumore sono
prelevate dal componente in prova mediante un accoppiamento capacitivo e vengono
misurate tramite un amplificatore di guadagno noto da un volmetro a termocoppia che
per sua natura ne determina il valore efficace medio.
Il rumore proprio dell'amplificatore può' essere preventivamente valutato
cortocircuitandone l' ingresso per mezzo dell'interruttore T2,
Per i resistori ad impasto la entità del rumore cresce pressochè linearmente con la
tensione continua sino ad una corrente costante dell'ordine del 15% e per correnti di
valore superiore la curva di rumore si approssima ad una parabola.
Sino al limite di 15% la cifra di rumore si mantiene quindi pressochè costante,.
Le frequenze di disturbo interessano soprattutto una banda da 200 a 10.000 c/s e la
cifra di rumore può' essere complessivamente valutata con ]a relazione :
essendo R il valore nominale della resistenza espressa in Ohm.
Come può' constatarsi dalla Tavola seguente per le resislenze a deposizione di
carbone l'entità' del rumore e'a parità di condizioni assai minore.
Cifra di rumore Cr (uV/V)
Valore della resistenza
KOhm
Resistori ad impasto
Resistori a deposito di
carbone
1
2
0.03
10
3
0.15
100
4
0.35
1000
5
0.5
10.000
6
0.52
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