Affinchè un sistema di unità di misure possa essere utilizzato deve offrire la possibilità di operare con multipli e sottomultipli delle unità che il sistema definisce.
Immaginate quanto scomodo possa diventare misurare la distanza tra Torino e New York in metri invece che in chilometri, oppure misurare la sezione di un filo elettrico in metri quadrati.
Il Sistema Internazionale è un sistema decimale e quindi multipli e sottomultipli equivalgono alle potenze di 10 per ciascuna unità di misura.
I fattori moltiplicativi possono essere:
potenze di 10 con esponente positivo ed in questo caso parliamo di multipli;
potenze di 10 con esponente negativo ed in questo caso parliamo di sottomultipli.
Usare potenze di 10 semplifica enormemente la scrittura e la lettura dei numeri, guardate l’esempio:
La tabella mostra multipli e sottomultipli usati nel Sistema Internazionale. In evidenza (in rosso) quelli che vengono più frequentemente utilizzati in campo elettronico.
[pmath size=16]37 kg = 37*10^3 g = 37.000 g[/pmath]
[pmath size=16]0,003 V = 3*10^-3 V = 3 mV[/pmath]
[pmath size=16]0,000005 A = 5*10^-6 A = 5 mu A[/pmath]
Accade spesso che effettuando misurazioni o calcoli si trovino dei valori che non rientrano nei multipli e sottomultipli della tabella precedente, in questo caso bisognerà operare per farlo rientrare nella rappresentazione convenzionale, ciò potrà essere fatto sfruttando le proprietà delle potenze e ricordando che un numero non cambia se lo moltiplichiamo o lo dividiamo per una stessa quantità .
Esempio
[pmath size=16]0,00057 V = 57*10^-5 V = 57*10*(10^-5/10) = 570*10^-6 V = 570 mu V[/pmath]
[pmath size=16]27*10^7 Omega = 270*10^6 Omega = 270 M Omega[/pmath]
oppure
[pmath size=16]0,27*10^9 Omega = 0,27 G Omega[/pmath]
[pmath size=16]0,00009 A = 9*10^-5 A = 9*10*(10^-5/10) = 90*10^-6 A = 90 mu A[/pmath]
come si usa un multimetro per misurare la resistenza elettrica
Cosa è la resistenza?
La resistenza è l’opposizione al flusso di corrente e il componente chiamato RESISTORE è 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 più comuni resistori che potete trovare in un laboratorio di elettronica.
Unità di misura
L’ohm è l’unità di misura della resistenza e la sua unità di misura è indicata con la lettera greca ? (omega).
Il valore della resistenza di un circuito elettronico può 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 praticità 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 è stato costruito. L’anello è chiamato genericamente anello di tolleranza e per i resistori a 4 anelli può 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 è del ± 20%
Esempio:
Supponiamo di avere un resistore con le seguenti fasce colorate:
ARANCIONE, ARANCIONE, MARRONE, ORO
Il suo valore di resistenza sarà:
330 ? con tolleranza ±5%
dire che la tolleranza è del ±5% significa che i valori limiti di resistenza, massimo e minimo potranno essere:
Quindi il valore di resistenza potrà assumere i valori tra 346,5 ? e 313,5 ?.
Ma cosa serve misurare la resistenza?
La misurazione di resistenza può essere utile in moltissimi casi, questi alcuni esempi:
Verifica della continuità elettrica, ovvero valutare se un componente consente più o meno il passaggio di corrente.
Verificare il valore di resistenza di un resistore quando il codice colori non è ben visibile.
Misurare la resistenza di ingresso o uscita di un circuito.
Verificare il funzionamento di un sensore o di un potenziometro (vedi più avanti)
IMPORTANTISSIMO! DA NON DIMENTICARE
Si può misurare il valore di resistenza solamente se il componente non è alimentato. La misurazione di resistenza viene effettuata applicando, da parte del multimetro, una piccola tensione, il multimetro valuterà la quantità di corrente che fluisce nel componente e tradurrà il tutto in un valore di resistenza. Se il componente è alimentato il valore di resistenza rilevato sarà 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 ciò che è 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 è fornito di resistenze di precisione e per verificare la taratura dello strumento può 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 è scarica le misure di resistenza risultano errate.
Nella misura di resistenza è indifferente l’ordine con cui vengono inseriti i puntali, la misura sarà sempre la stessa.
Il multimetro digitale è 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?, ciò 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 ciò bisognerà 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 è 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 è un resistore la cui resistenza varia al variare della rotazione di una manopola, nelle lezioni successive saremo più precisi e vi mostrerò che il potenziometro è assimilabile a quello che viene chiamato partitore di tensione resistivo variabile, ma ne parleremo più avanti.
E’ possibile misurare il valore massimo di resistenza del potenziomentro collegando i due terminali del multimetro sul piedino sinistro e destro del componente
Poiché la variazione di resistenza di un potenziometro può 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 metà della rotazione il valore della resistenza sarà la metà del valore massimo, allora il potenziometro sarà di tipo lineare. (In una successiva lezione vedremo la variazione di resistenza di un potenziometro logaritmico)
Esempio pratico (Per semplicità è stato inserito un foglietto di carta usato come indice per evidenziare l’escursione del potenziometro)
Valore minimo misurato 0 ?
Valore misurato a metà rotazione è di circa 10K?
Valore misurato alla massima escursione è 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 è di tipo lineare e si nota che a circa metà dell’escursione il suo valore è di circa 10K?.
