Resistenza elettrica: legge di Ohm, codice colori ed esempi

La resistenza elettrica è la proprietà di un materiale o di un componente di opporsi al passaggio della corrente. È il concetto più semplice dell'elettronica, ma anche quello che si usa di più: serve per limitare la corrente in un LED, per dividere una tensione, per capire perché un filo si scalda. In questa guida vediamo cos'è, come si calcola con la legge di Ohm, come si leggono i resistori con il codice colori e come si combinano in serie e in parallelo, con esempi pratici da banco.

Cos'è la resistenza elettrica

Quando applichi una tensione ai capi di un conduttore, al suo interno scorre una corrente. Quanto è intensa quella corrente dipende dalla resistenza: più la resistenza è alta, meno corrente passa a parità di tensione. Un filo di rame ha una resistenza molto bassa; un isolante come la plastica ne ha una altissima; un resistore è un componente costruito apposta per avere un valore preciso.

La resistenza si misura in ohm, simbolo Ω. Come riportano le dispense di circuiti elettrici dell'Università di Pavia, 1 Ω equivale a 1 volt diviso 1 ampere (1 Ω = 1 V/A). Nella pratica si usano anche i multipli: kiloohm (kΩ, mille ohm) e megaohm (MΩ, un milione di ohm).

Il valore di riferimento dell'ohm non è un oggetto custodito in un armadio. Come ricorda l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), nella metrologia elettrica lo standard di resistenza si basa sull'effetto Hall quantistico, che dà valori molto accurati e riproducibili ma richiede temperature vicine allo zero assoluto e campi magnetici intensi.

La legge di Ohm

La relazione tra tensione, corrente e resistenza è la legge di Ohm:

V = R × I

dove V è la tensione in volt, I la corrente in ampere e R la resistenza in ohm. Da qui ricavi le altre due forme:

• I = V / R: la corrente che passa, se conosci tensione e resistenza.
• R = V / I: la resistenza che serve, se conosci tensione e corrente desiderata.

Un resistore, inoltre, assorbe sempre potenza dal circuito e la trasforma in calore. La potenza si calcola con P = V × I, oppure P = R × I². Questo dato è importante: ogni resistore ha una potenza massima che può dissipare, e se la superi si surriscalda.

Esempio: quanta corrente passa?

Una pila da 9 V collegata a un resistore da 1.000 Ω (1 kΩ): I = 9 / 1.000 = 0,009 A, cioè 9 mA. La potenza dissipata è P = 9 × 0,009 = 0,081 W, cioè 81 mW.

I resistori e il codice colori

Nei resistori a terminali il valore non è stampato in cifre ma indicato con anelli colorati. Ogni colore corrisponde a una cifra. Nei resistori a quattro fasce, le prime due fasce sono le cifre, la terza è il moltiplicatore (quanti zeri aggiungere) e la quarta è la tolleranza. Lo schema, oggi definito dalla norma internazionale IEC 60062, è spiegato ad esempio nella scheda sul resistore del progetto LAB2GO di INFN e Sapienza Università di Roma.

La tolleranza indica di quanto il valore reale può discostarsi da quello nominale. Un resistore da 1 kΩ al 5 % può valere da 950 a 1.050 Ω. I resistori di precisione, ad esempio quelli all'1 %, hanno cinque fasce: tre cifre, moltiplicatore e tolleranza. Oro e argento usati come terza fascia servono per i valori sotto i 10 Ω.

Come leggere un resistore

1. Gira il resistore in modo che la fascia della tolleranza (spesso oro o argento) sia a destra.
2. Leggi le prime due fasce da sinistra: sono le cifre.
3. La terza fascia ti dice quanti zeri aggiungere.
4. La quarta fascia è la tolleranza.
5. Se hai dubbi sui colori, verifica con il multimetro in posizione Ω, con il resistore scollegato dal circuito.

Esempio: rosso, viola, arancione, oro. Cifre 2 e 7, moltiplicatore × 1.000: 27.000 Ω, cioè 27 kΩ, con tolleranza ± 5 %.

Resistori in serie e in parallelo

Quando metti più resistori insieme ottieni una resistenza equivalente. Le regole, riportate anche nelle dispense di Pavia citate sopra, sono due.

In serie

I resistori sono uno dopo l'altro e sono attraversati dalla stessa corrente. La resistenza equivalente è la somma: R = R1 + R2 + …. Due resistori da 1 kΩ in serie fanno 2 kΩ.

In parallelo

I resistori sono collegati agli stessi due punti e hanno la stessa tensione ai capi. Si sommano le conduttanze, cioè gli inversi delle resistenze: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …. Per due soli resistori vale la formula comoda R = (R1 × R2) / (R1 + R2). Due resistori da 1 kΩ in parallelo fanno 500 Ω. Il risultato è sempre più piccolo del resistore più piccolo.

Esempi pratici da banco

Resistore per un LED

Un LED non si collega direttamente a una pila: senza qualcosa che limiti la corrente, ne passerebbe troppa. Si mette in serie un resistore. Il calcolo: R = (tensione di alimentazione − tensione del LED) / corrente desiderata. I valori di tensione e corrente del LED si prendono dalla sua scheda tecnica. Esempio con numeri ipotetici: alimentazione 5 V, LED con 2 V ai capi, corrente voluta 10 mA. R = (5 − 2) / 0,010 = 300 Ω. Si sceglie il valore commerciale più vicino, arrotondando verso l'alto per stare tranquilli.

Partitore di tensione

Due resistori in serie tra alimentazione e massa dividono la tensione. Nel punto centrale trovi V × R2 / (R1 + R2). Con 9 V e due resistori uguali ottieni 4,5 V. È utile per letture di sensori, non per alimentare carichi che assorbono corrente.

Controllare la potenza

Nel caso del LED, la potenza sul resistore è P = R × I² = 300 × 0,010² = 0,03 W. Un comune resistore da un quarto di watt basta con ampio margine. Se il calcolo si avvicina alla potenza nominale, scegli un resistore più grande.

Domande frequenti

Resistenza e resistore sono la stessa cosa?

No. La resistenza è la grandezza fisica, misurata in ohm. Il resistore è il componente costruito per avere una certa resistenza. Nel linguaggio comune però si dice spesso "una resistenza" per indicare il componente.

Perché la resistenza misurata non coincide con il codice colori?

Per via della tolleranza: un resistore al 5 % può valere fino al 5 % in più o in meno. Anche le dita sui puntali o altri componenti collegati possono falsare la misura.

Cosa succede se uso un resistore di potenza troppo bassa?

Si scalda più del previsto, può cambiare valore, annerirsi o interrompersi. Calcola sempre la potenza con P = R × I² e scegli un componente con margine.

Come ottengo un valore che non ho nel cassetto?

Combinando resistori in serie (per salire) o in parallelo (per scendere). Ad esempio, due da 1 kΩ in parallelo danno 500 Ω.