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Tecnica
costruttiva
Alcuni
dei parametri sopra visti quali ad esempio il coefficiente di temperatura, il
comportamento in frequenza, la stabilità e il rumore, dipendono dalla
tecnologia di costruzione del resistore.
Possiamo classificare i resistori di tipo più comune in tre differenti
tipologie: a impasto, a filo, a film.
Resistori ad impasto
Il
tipo a impasto è costituito da un nucleo omogeneo formato da un
impasto resistivo, di solito carbone o grafite mescolato a leganti (il valore
della resistenza dipende dalle dimensioni e dall'impasto), in cui sono immersi
i reofori. Il tutto viene poi inglobato nella plastica, di solito per transfer
moulding, cioè una tecnica di inglobamento molto utilizzata secondo la
quale una resina solida viene prima rammollita e poi iniettata nelle cavità di
uno stampo, nelle quali si trovano i pezzi da inglobare, e poi lasciata
solidificare.
I valori
di resistenza comunemente ottenibili vanno da 100 W
a 100 MW,
le potenze da 1/8 a 2 W; le tolleranze comuni sono 5, 10 e 20%. Sono di largo
uso perché molto economici, ma hanno un coefficiente di temperatura molto alto
(500 ppm/°C o più) e bassa stabilità.
Resistori a filo
Sono
ottenuti avvolgendo un filo metallico ad alta resistività (ad esempio
nichel-cromo) intorno ad un nucleo isolante di ceramica; il tutto viene poi
protetto da uno smalto vetroso.
Questi resistori presentano una elevata stabilità termica (TCR ~ 20 ppm/°C)
e sono disponibili per un ampio campo di valori che vanno da una frazione di
ohm a 100 kW.
Le tolleranze ottenute vanno dal
5 % al 20 % ma possono scendere fino allo 0,5 % per i tipi avvolti con
precisione.
Le potenze dissipate possono arrivare fino a centinaia di watt se il resistore
è provvisto di un adeguato montaggio per dissipare calore.
La loro
costruzione comporta una forte induttanza parassita, che può essere ridotta
mediante accorgimenti costruttivi, ad esempio avvolgendo la spirale di
filo metà in un senso e metà nell'altro, oppure eseguendo un avvolgimento
bifilare, con i due reofori che escono dallo stesso lato.
Resistori
a film
Sono
molto diffusi nell'elettrotecnica professionale. Questi resistori sono
realizzati con un'anima centrale di materiale isolante (vetro, ceramica o
altro) sulla quale è steso un sottile film conduttivo. I reofori sono saldati
a due cappucci metallici o a due zone metallizzate; il tutto è poi rivestito
con una vernice liquida o per transfer moulding.
Il valore di resistività del film è sempre molto impreciso, per cui questi
resistori durante la costruzione sono ritoccati praticando un taglio a spirale
attorno al nucleo mediante un utensile di diamante che incide il film fino ad
esporre l'isolante sottostante.
Quest'operazione, detta anche spiralatura o trimming, viene eseguita
automaticamente da apposite macchine che interrompono il taglio quando la
resistenza, misurata in continuo, raggiunge il valore desiderato.
L'aggiustamento
può essere eseguito solo per aumento della resistenza; ad esempio per produrre
resistori con valori fra 100W
e 1000W
si preparano dei bastoncini aventi resistenza 80 W
± 20 % e si procede poi alla
spiralatura fino al valore voluto.
La
spiralatura può causare cricche
nell'anima. Questa insieme ai cappucci (che sono semplicemente infilati) e
all'attacco dei reofori è il
punto critico di questi componenti dal punto di vista del montaggio.
Le caratteristiche di questi resistori dipendono molto dal tipo di film film
utilizzato:
metallico
(un sottile strato ad esempio di nichel-cromo, depositato sotto vuoto, dello
spessore di 0,1 micron o meno);
ossido di stagno
(l'anima isolante viene scaldata in atmosfera di questo composto, che si fissa
alla sua superficie ed è conduttore);
metal glaze
(l'anima viene rivestita di polvere metallica, ad esempio argento e palladio,
e poi riscaldata ad alta temperatura per fissare ad essa le particelle
metalliche);
carbone
(è un film relativamente spesso di
carbonio ed eventuali leganti, ottenibile per diverse vie);
cermet
(sull'anima isolante è stesa una pasta
composta da polvere metallica e leganti, che viene poi cotta ad alta
temperatura).
Il campo
di valori disponibile va da qualche ohm a qualche megaohm, le potenze da 1/8 a
qualche watt. Le tolleranze sono del 5 % o migliori; il coefficiente di
temperatura va da 20 ppm/°C per i tipi migliori (ad es. film metallico) a 200
ppm/°C per i peggiori (film di carbone o cermet).
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