Le unità di misura che dovrete utilizzare per esprimere grandezze elettriche, in generale fisiche, sono soggette a regole ben precise di scrittura che dovrete ricordare quando ad esempio durante la realizzazione delle relazioni di laboratorio. Queste le regole fondamentali:
le unità di misura devono essere scritte in stampatello minuscolo e prive di accenti;
i simboli dovranno essere scritti con il carattere iniziale in stampatello maiuscolo se derivano da nomi propri, minuscolo in tutti gli altri casi.
esempio:
N da Newton
J da Joule
Hz da Hertz
W da Watt
nt da nit (luminanza)
lx da lux (illuminamento)
lm da lumen (flusso luminoso)
i simboli delle unità di misura non vogliono il punto di abbreviazione, inoltre l’unità di misura va sempre scritta dopo il valore numerico.
Esempio:
5 W e non 5 W. oppure W 5
3 A e non 3 A. oppure A 3
Il simbolo della grandezza può anche sostituire la virgola dei decimali come ad esempio 5V5 per indicare ad esempio 5,5 Volt. (Grazie a Bartolomeo per la segnalazione – vedi commento al post).
Quando l’unità di misura è citata in un testo senza che questa sia accompagnata da un valore numerico allora deve essere scritta per esteso e in minuscolo.
Esempio:
la quantità di volt presenti all’ingresso del circuito…
e non
la quantità di V presenti all’ingresso del circuito…
Esistono inoltre delle unità di misura molto usate nell’elettronica non previste dal Sistema Internazionale di unità di misura (SI), ma accettate comunque da tutti, tra le più importanti:
unità di misura: decibel
simbolo: dB
misura del guadagno di potenza (vedremo più avanti il suo significato)
unità di misura: bit
simbolo: bit
unità di informazione
come si usa un multimetro per misurare la resistenza elettrica
Cosa � la resistenza?
La resistenza � l’opposizione al flusso di corrente e il componente chiamato RESISTORE � progettato per questo scopo. I resistori possono essere di molte forme e dimensioni, alcuni hanno un valore fisso ed altri sono variabili. L’immagine mostra i pi� comuni resistori che potete trovare in un laboratorio di elettronica.
Unit� di misura
L’ohm � l’unit� di misura della resistenza e la sua unit� di misura � indicata con la lettera greca ? (omega).
Il valore della resistenza di un circuito elettronico pu� variare da frazioni di ohm a molti milioni di ohm.
Utilizzeremo multipli e sottompultipli per indicare il valore di resistenza e quindi ad esempio:
1 Kilohm = 1000 ohm
1 Megaohm = 1000000 ohm
Ohm, Kilohm, Megaohm sono in genere abbreviati per questioni di praticit� e quindi useremo la seguente notazione:
ohm = ?
Kilohm = K?
Megaohm = M?
Alcuni esempi:
15 ohm = 15 ?
2.200 ohm = 2,2 k?
47.000 ohm = 47 K?
30.000 ohm = 30 K?
2.700.000 ohm = 2,7 M?
Codice colore delle resistenze
Sul resistore le bande colorate indicano il valore di resistenza.
Fate riferimento alla seguente schema per identificare il valore della resistenza:
In laboratorio opererete con resistori che possono avere 4 o 5 bande colorate.
L’immagine che segue mostra una resistenza di �1K? con il �5% di tolleranza.
Cosa indica la tolleranza?
Il quarto o quinto anello, a seconda del tipo di resistenza che stiamo usando, indica il grado di precisione o tolleranza al quale il resistore � stato costruito. L’anello � chiamato genericamente anello di tolleranza e per i resistori a 4 anelli pu� avere il colore oro o argento e come indicato nel codice colori:
oro = � 5%
argento = � 10%
nel caso in cui tale fascia non fosse presente, la tolleranza � del � 20%
Esempio:
Supponiamo di avere un resistore con le seguenti fasce colorate:
ARANCIONE, ARANCIONE, MARRONE, ORO
Il suo valore di resistenza sar�:
330 ? con tolleranza �5%
dire che la tolleranza � del �5% significa che i valori limiti di resistenza, massimo e minimo potranno essere:
Quindi il valore di resistenza potr� assumere i valori tra 346,5 ? e 313,5 ?.
Ma cosa serve misurare la resistenza?
La misurazione di resistenza pu� essere utile in moltissimi casi, questi alcuni esempi:
Verifica della continuit� elettrica, ovvero valutare se un componente consente pi� o meno il passaggio di corrente.
Verificare il valore di resistenza di un resistore quando il codice colori non � ben visibile.
Misurare la resistenza di ingresso o uscita di un circuito.
Verificare il funzionamento di un sensore o di un potenziometro (vedi pi� avanti)
IMPORTANTISSIMO! DA NON DIMENTICARE
Si pu� misurare il valore di resistenza solamente se il componente non � alimentato. La misurazione di resistenza viene effettuata applicando, da parte del multimetro, �una piccola tensione, il multimetro valuter� la quantit� di corrente che fluisce nel componente e tradurr� il tutto in un valore di resistenza. Se il componente � alimentato il valore di resistenza rilevato sar� errato.
La misura di resistenza deve essere fatta prima che il componente venga inserito nel circuito. Se effettuate la misurazione con componente nel circuito, misurerete la resistenza di tutto ci� che � collegato al componente in analisi.
Dovete essere sicuri che il vostro strumento funzioni correttamente, dovete avere una resistenza di riferimento. Tipicamente il laboratorio di elettronica � fornito di resistenze di precisione e per verificare la taratura dello strumento pu� essere sufficiente munirsi di resistenze da 1K? e 10K? con tolleranza di �1%
Attenzione! La misura di resistenza richiede l’uso della batteria interna del multimetro, se questa batteria � scarica le misure di resistenza risultano errate.
Nella misura di resistenza � indifferente l’ordine con cui vengono inseriti i puntali, la misura sar� sempre la stessa.
Il multimetro digitale � dotato normalmente di un selettore che consente di selezionare la misurazione di resistenza in un determinato intervallo di valori. Altri intervalli sono riservati per la misurazione di altre grandezze elettriche.
Usiamo lo strumento
Cercate il simbolo ? a fianco del selettore circolare, questo identifica l’intervallo in cui potrete spostare il selettore.
Nella zona identificata con ? avete 5 suddivisioni che vanno da 200 ? a 2 M?, ci� vuol dire che a seconda di dove posizionate il selettore potrete misurare un valore massimo (valore di fondoscala) di 200 ?, 2 K?, 20K?, 200K?, 2M?.
Misura di resistenza
Come esercizio prendiamo una resistore lo copriamo e verifichiamo se questo ha un valore di resistenza inferiore a 2 K?
Per far ci� bisogner� porre il selettore su un valore di fondoscala di 2 K?.
Si rileva un valore di 0,978, che significa 0,978 K? (si noti che il selettore � posto su un fondoscala di 2 K?), ovvero un valore commerciale di 1 K?, infatti, come si evince dalla fotografia si possono notare i colori: MARRONE, NERO, ROSSO, ORO.
Ora misuriamo una resistenza di valore diverso�e vediamo se siamo al di sopra o al di sotto dei 2 K? di valore.
La visualizzazione di 1 sul display significa che siete fuori scala
bisogna allora spostare il selettore su altro valore, spostiamolo sul fondoscala di 20 K?.
Leggeremo 9,90 che indica 9,90 K?, quindi il resistore ha un valore commerciale di 10 K?:
Misurare il valore di resistenza di un potenziometro
Un potenziometro � un resistore la cui resistenza varia al variare della rotazione di una manopola, nelle lezioni successive saremo pi� precisi e vi mostrer� che il potenziometro � assimilabile a quello che viene chiamato partitore di tensione resistivo variabile, ma ne parleremo pi� avanti.
E’ possibile misurare il valore massimo di resistenza del potenziomentro collegando i due terminali del multimetro sul piedino sinistro e destro del componente
Poich� la variazione di resistenza di un potenziometro pu� essere lineare o logaritmica, potete verificare con il multimetro la tipologia di potenziometro che avete a disposizione. Ponete un puntale su un estremo e l’altro sul centrale, se a met� della rotazione il valore della resistenza sar� la met� del valore massimo, allora il potenziometro sar� di tipo lineare. (In una successiva lezione vedremo la variazione di resistenza di un potenziometro logaritmico)
Esempio pratico (Per semplicit� � stato inserito un foglietto di carta usato come indice per evidenziare l’escursione del potenziometro)
Valore minimo misurato 0 ?
Valore misurato a met� rotazione � di circa 10K?
Valore misurato alla massima escursione � di circa 19,47K?
Quindi il potenziometro ha un valore massimo di resistenza di 10K?
Il video mostra come varia la resistenza al variare della rotazione della manopola del potenziometro. Il potenziometro � di tipo lineare e si nota che a circa met� dell’escursione il suo valore � di circa 10K?.
Dal 2005 a oggi oltre tredicimila ragazzi provenienti dalle scuole superiori della citta’ di Torino prima, dal Piemonte poi, infine da tutta Italia hanno partecipato al progetto Treno della Memoria. Oggi la regione Piemonte, che ha fatto nascere questo progetto vuole cancellare questa esperienza. Quest’anno parteciperanno al Treno della Memoria ragazzi da tutta Italia ma se questa decisione non cambiera’ nessuno dal Piemonte.
Se vuoi anche tu chiedere con forza che il Treno della Memoria parta anche da Torino
Non preoccupatevi, è molto semplice!
Basta pensare al significato della parola, è la capacità di un sistema elettrico di condurre corrente elettrica, quindi vi è continuità elettrica quando due elementi sono collegati elettricamente insieme, ovvero è presente una strada che consente il passaggio di corrente elettrica.
Quindi, se due elementi elettrici sono collegati con un filo conduttore, vuol dire che tra loro vie è continuità elettrica.
Se il collegamento è fatto con un filo di cotone non vi sarà continuità elettrica tra i due elementi in quanto il filo di cotone non è un conduttore.
Per verificare se vi è continuità elettrica tra due elementi collegati da un filo è possibile utilizzare un multimetro in modalità ohmmetro. Tipicamente il valore di resistenza di un filo è molto bassa, al di sotto dei 100 Ω.
Però in genere i multimetri posseggono la funzione di verifica della continuità elettrica in cui un segnale acustico emesso dallo strumento ci avverte che tra i due punti in analisi non vi è interruzione.
Questo modo di operare è particolarmente utile perchè ci permette di concentrare la nostra attenzione sul circuito in analisi non costringendoci a guardare continuamente il display per vedere se vi è un valore basso o alto di resistenza.
A cosa serve la verifica della continuità elettrica – alcuni esempi pratici
Vedremo durante le lezioni di laboratorio che la connessione tra dispositivi elettronici può avvenire mediante saldatura a stagno su basetta con piste di rame o mediante fili elettrici. Alcune volte però la saldatura non riesce (saldatura fredda), visivamente sembra che il collegamento vi sia, ma in realtà non è presente. La ricerca di un guasto di questo genere può essere difficile se non si usa un multimetro che ci consente di capire se esiste continuità elettrica tra gli elementi saldati.
Durante la saldatura a stagno di componenti elettronici potrebbe capitare che alcune parti di stagno inavvertitamente causino un collegamento non previsto.
Determinare se un filo è rotto. Capita spesso che un cavo di alimentazione di un elettrodomestico si spezzi oppure i cavi delle cuffie del vostro lettore MP3 si rompono, può succedere che esteriormente non si ha evidenza della rottura perché il filo è coperto dalla guaina protettiva non danneggiata, ma il filo di rame risulta spezzato. Generalmente ciò accade perché il cavo è stato piegato così tante volte che alla finesi si è rotto.
Partendo da una scheda elettronica di cui non si conosce lo schema elettrico è possibile effettuare quello che viene chiamato reverse-engineering per giungere allo schema elettrico della scheda.
Ricorda!
Puoi verificare la continuità elettrica solamente quando il dispositivo che stai analizzando non è alimentato. L’analisi di continuità si effettua facendo circolare mediante il multimetro una piccola corrente elettrica tra i due punti in analisi, se al circuito è applicata una tensione la lettura di continuità potrebbe essere errata.
Verifica se il multimetro in modalità “verifica continuità” funziona correttamente. Questa operazione viene fatto toccando insieme i due puntali, se si sente il segnale sonoro il multimetro funziona, altrimenti vuol dire che la batteria interna del multimetro è scarica oppure i puntali non sono collegati correttamente.
Quando si effettua la misura di continuità non bisogna porre attenzione al verso di inserzione dei puntali.
Se fra due punti in analisi è presente un condensatore con capacità elevata sentirete per un breve istante il suono emesso dal cicalino del multimetro. Ciò è dovuto al fatto che il multimetro applica una tensione ai capi del condensatore e per un brevissimo istante, durante la carica del condensatore udirete il suono.
Resistenze di valore molto basso, al di sotto dei 100 Ω ma anche tutti gli induttori vengono visti come dei fili elettrici.
Fate attenzione che alcuni circuiti, come gli amplificatori, possono avere una resistenza di ingresso molto bassa, ciò non vuol dire che vi sia un cortocircuito, ma solamente che la resistenza di ingresso è molto bassa.
Si parte!
Il primo passo da compiere è quello di predisporre il selettore del multimetro in modalità “continuità”. Cercate sul vostro strumento il simbolo di un onda sonora, potrebbe essere accompagnato da quello di un diodo:
Collegate i puntali nelle prese indicate con: COM e VΩmA
Ora provate a collegare insieme i puntali, sentite il suono?
Se la risposta è si, allora tutto ok, il multimetro funziona, altrimenti, come detto in precedenza è probabile che la batteria dello strumento sia scarica, oppure i puntali non sono collegati correttamente.
Esempio pratico 1
Se i puntali non sono connessi vedrete sul display un 1.
Quando toccate insieme i puntali vedrete comparire delle cifre sul display e nello stesso momento verrà emesso un suono.
Da Elettronica Open Source il video sottotitolato in italiano dell’intervento di Massimo Banzi al MakerFaire2011 di New York dove è stato presentato ArduinoDue.
non vi sarà continuità elettrica tra i due elementi in quanto il filo di cotone non è un conduttore.
