Classificazione dei resistori Fissi - Resistori a Composizione
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- Categoria: Resistenze
- Pubblicato Lunedì, 09 Settembre 2013 19:03
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Durante il funzionamento sotto carico dei resistori a composizione si manifesta una variazione irreversibile del valore della resistenza dell'ordine del 10% del valore iniziale, in qualche migliaio di ore.
Al variare della temperatura nel corpo del resistore si manifestano delle tensioni interne, da attribuirsi alle diverse dilatazioni termiche dei materiali, che danno luogo a variazioni di pressione tra le particelle conduttrici dell'elemento resistivo, con conseguenti variazioni delle resistenze di contatto. Le variazioni della resistenza al variare della temperatura non sono lineari, dipendono dal tipo di composizione usato per l’elemento resistivo, dalle dimensioni del resistore e dal valore della sua resistenza. Poiché la pendenza della curva resistenza-temperatura non è costante, piuttosto che riferirsi al coefficiente di temperatura, si considera la caratteristica resistenza-temperatura. La variazione percentuale della resistenza rispetto al valore misurato a 25 °C, per un dato tipo di resistore a composizione, ha un andamento parabolico con concavità verso l’alto, come è rappresentato in fig. 3(a) e (b), relative a resistori a composizione da 1/2 W per vari valori di resistenza, per due diverse composizioni.
Per quanto riguarda l'effetto che le variazioni della tensione applicata producono sul valore della resistenza, si osserva che, per una data composizione e un dato valore nominale della resistenza, la variazione percentuale di resistenza prodotta da una certa variazione di tensione è tanto più piccola quanto più l’elemento resistivo è lungo e sottile, oppure che, per una data composizione e fissate dimensioni geometriche, è tanto più piccola quanto più basso è il valore nominale della resistenza. In fig. 4 è rappresentato l’andamento del coefficiente di tensione per due tipi di resistori di diversa composizione, da 1/2 W e da 1 W, in funzione del valore nominale della resistenza.
Come si è già accennato, oltre al rumore termico Johnson-Nyquist, nei resistori a composizione, data la natura stessa dell'elemento resistivo, quando sono percorsi da una corrente continua si manifesta il cosiddetto current noise (o rumore flicker) di tipo 1 / f, dovuto ad una fluttuazione caotica della resistenza a cui corrisponde una fluttuazione altrettanto caotica della tensione ai loro terminali. In fig. 5 è rappresentata, in funzione della frequenza, la tensione di rumore 1/ f generata in una banda di 1 kHz da due resistori di 1 kΩ e 100 kΩ sottoposti, rispettivamente, ad una tensione di 10 V e 100 V.
Fig. 3 - Variazione della resistenza in funzione della temperatura per i resistori a composizione, per due diverse composizioni dell'elemento resistivo.
Fig. 4. - Coefficiente di tensione in funzione del valore nominale della resistenza per i resistori a composizione, per resistori da 1/2 W e 1 W, di diversa composizione. Con A e B sono state indicate convenzionalmente due diverse composizioni dell'elemento resistivo.
Per confronto, nella stessa figura è anche riportato il valore della tensione di rumore termico per gli stessi resistori alla temperatura di 25°C. Si osserva che il rumore 1 / f è predominante per frequenze fino alle centinaia di kHz e che può avere un valore fino a 100 volte maggiore di quello del rumore termico alle frequenze dell'ordine delle migliaia di Hz.
Fig 5 - Rumore di tipo 1/f e rumore termico nei resistori a composizione