Passiamo ora ad analizzare alcuni componenti passivi di notevole interesse.

Circuito elettrico
Un circuito elettrico è un sistema chiuso per la distribuzione e l'utilizzo di energia elettrica. Un circuito di base è composto dai seguenti elementi:

1. un generatore;
2. un utilizzatore;
3. un conduttore di andata;
4. un conduttore di ritorno.

Nella immagine seguente una rappresentazione di un circuito composto da una pila (il generatore), due fili (i conduttori di andata e ritorno) ed una lampadina (l'utilizzatore):

Resistore
Un resistore è un elemento composto di materiale ad alta resistività come grafite, nichelcromo, impasto di carbone, etc. Generalmente un resistore si presenta come un cilindro ceramico sul quale viene depositato un impasto resistivo oppure viene avvolto del filo metallico. Ai capi del corpo cilindrico di materiale isolante sono disposti due spezzoni di filo connessi al materiale resistivo e detti reofori, i quali vanno connessi agli altri punti del circuito. Qui in basso potete vedere una immagine di alcuni resistori reali:

In simboli, un resitore è identificato come segue:

Il valore di resistenza di un resistore è individuato, generalmente, da un codice a bande colorate che si può facilmente interpretare. Prima di vedere come agire per riconoscere i diversi resistori è utile parlare di tolleranza e valori normalizzati.

La tolleranza di un resistore è il massimo scostamento del suo valore di resistenza reale rispetto a quello nominale indicato nei suoi dati di targa. La tolleranza viene normalmente espressa in percentuale. Di solito vengono usati i seguenti valori:

A seguito delle norme IEC sono stati fissati 4 gruppi di valori normalizzati per i resistori a seconda che si tratti di resistori di alta/altissima precisione oppure di altri. I valori che vengono forniti sono compresi nell'intervallo 0 ... 10, gli altri sono tutti multipli e sottomultipli di questi.

Il quarto gruppo, E96, consta di ben 96 valori; per i nostri scopi non avremo mai bisogno di far ricorso a resitori di elevata precisione: quelli con il 5% o 10% di tolleranza saranno più che sufficienti. Tornando alla tabella precedente, vogliamo fare qualche esempio: prendiamo la colonna E12 e leggiamo i valori in essa contenuti. Tra questi, pescando a caso, abbiamo il valore 5,6 dunque da qui sappiamo che potremmo trovare resistenze di valore pari a 5,6 Ohm, 56 Ohm, 560 Ohm, 5600 Ohm, 0,56 Ohm e così via anche per gli altri numerelli.

Sulle resistenze a filo e/o di grossa potenza, il valore di resistenza viene espresso numericamente. A questo proposito è interessante notare che spesso appaiono delle sigle come k oppure M. Si tratta di moltiplicatori (o multipli) che aiutano a scrivere il valore in forma concisa:

Seguendo le indicazioni di quest'ultima tabella potremmo scrivere, per una resistenza da 1.000.000 di Ohm:

1.000.000 Ohm = 1 MOhm = 1.000 kOhm

Adesso non ci resta che capire come interpretare il codice a bande colorate presente sui resistori. Vediamo a cosa si riferiscono le bande presenti che possono essere in numero di 4:

Oppure 5:

Alcuni esempi potrebbero chiarire la situazione. Supponiamo di avere un resistore a quattro bande con la prima di colore marrone, la seconda di colore nero, la terza di colore arancione e la quarta di colore oro. Il resistore in questione, dunque, presenta una resistenza di 10 x 10³ Ohm, cioè, 10 kOhm con una tolleranza del 5%. Come vedete si tratta di un metodo abbastanza semplice!

Per i resistori di potenza l'indicazione è riportata in modo numerico, come detto in precedenza. Anche in questo caso, però, oltre ai multipli è utile capire la logica delle indicazioni che risulta utile anche per indicare la posizione della virgola che divide i decimali. Prendendo come esempio i vari multipli e sottomultipli del valore 4,7 abbiamo:

Facile notare come il simbolo del multiplo viene usato al posto della virgola in modo da rendere chiara a concisa l'indicazione del valore.

Altro parametro fondamentale per la scelta di un resistore è la potenza che esso è in grado di dissipare. In commercio di trovano resistori da 1/8W, 1/4W, 1/2W ed 1W che sono normalmente in carbone. Oltre il Watt si passa a resistori di potenza che possono arrivare anche fino a 50W. La potenza che i resistori devono avere dipende sempre dalla corrente che in essi circola e dalla differenza di potenziale che si instaura ai loro capi; infatti come abbiamo visto nella pagina precedente, la potenza è calcolata come W = V * I.

Condensatore
Si tratta di un dispositivo costituito da due piastre affacciate l'una all'altra. Al centro di ogni piastra viene saldato un reoforo e tra le piastre esiste uno spazio più o meno largo che può essere vuoto oppure riempito da un materiale isolante, detto dielettrico, come vetro, mica, carta, ceramica, etc. Il condensatore è in grado di accumulare cariche elettriche sulle armature quando fra di esse viene applicata una tensione, in modo proporzionale a quella che è la sua capacità. La capacità del condensatore è determinata dai tipi di materiale usato come dielettrico e dalle caratteristiche geometriche del condensatore stesso: più larghe sono le piastre e più sottile il dielettrico, tanto più alta è la capacità del condensatore. La capacità si misura in Farad e deriva dalla formula C = Q / V dove C è la capacità, Q è la quantità di carica elettrica accumulata sulle armature e V la tensione applicata ai suoi capi.

Alcuni condensatori reali sono visibili nella seguente foto:

Passando ai simboli, invece, ecco quello del condensatore:

Il condensatore si comporta in modo diverso a seconda che lavori in corrente continua oppure in corrente alternata. Un condensatore ideale il quale ha una resistenza del dielettrico infinita rappresenta un ostacolo totale al passaggio della corrente continua e non dissipa nessuna energia.

I condensatori possono essere fissi o variabili e quelli fissi a loro volta si suddividono in poliestere, elettrolitici, al tantalio, ceramico, etc. a seconda del materiale di cui sono fatti. Le differenze sostanziali fra condensatori elettrolitici e quelli di atro genere, a parte il materiale di cui sono composti, sono solo nel fatto che i primi hanno una polarità ed i secondi no.

Anche per i condensatori, come per i resistori, esiste un codice colori ed una siglatura standard per indicarne il valore; e come per i resistori, anche i condensatori sono disponibili in una moltitudine di valori. Quelli di valore più basso sono, di solito, di tipo ceramico a disco, quelli di valore medio in poliestere e quelli di valore più alto sono di tipo elettrolitico. Ecco un possibile range di valori da considerare, comunque, solo in modo indicativo:

• Condensatore ceramico a disco: da un minimo di 1pF fino ad un massimo di 470nF (o 470.000pF);
• Condensatore in poliestere: da un minimo di 1nF ad un massimo di 4,7uF (4.700nF);
• Condensatore elettrolitico: da un minimo di 1 uF fino ad 1 Farad.

Purtroppo, a differenza dei resistori, esistono diversi tipi di codifiche per determinare l'effettivo valore di capacità; e la tipologia di codice dipende anche dal tipo di condensatore considerato. Per quelli ceramici ed in poliestere, abbiamo le seguenti regole:

Sui condensatori poliestere si possono trovare anche altre lettere seguite da numeri come ad esempio la sigla J100. In questo caso J indica la tolleranza (5%) e 100 la massima tensione applicabile ai capi del condensatore. Ecco i significati delle lettere indicanti la tolleranza:

• J per tolleranza massima del 5%;
• K per tolleranza massima del 10%;
• M per tolleranza massima del 20%.

Nei condensatori elettrolitici, ricavare il valore di capacità reale è molto semplice, dato che il valore stampigliato sul loro involucro è espresso in microFarad (µF) ed il valore della tensione applicabile ai capi dello stesso in Volt. Dunque possiamo trovare, ad esempio, un condensatore da 47µF con tensione massimo di 63Volt sul quale è stampigliata la sigla 47uF 63V. Sull'involucro dei condensatori elettrolitici troviamo stampati anche i segni + e - che indicano la polarità dello stesso.

Induttore
L'induttore è un dispositivo composto generalmente da un filo elettrico avvolto come una bobina che può avere o meno un supporto di avvolgimento a seconda della rigidità del filo. Come per il resistore, il filo elettrico termina in due capi detti reofori. A seconda del numero di spire che esso possiede l'effetto elettromagnetico generato dallo stesso verrà più o meno accentuato. Gli induttori vengono identificati dai seguenti simboli a seconda che si tratti di un induttore senza nucleo oppure con nucleo:

L'induttore è componente che in corrente continua non ha quasi nessun effetto, dunque per quanto concerne i nostri scopi è sufficiente sapere che esiste e come è fatto; non ne faremo una dettagliata analisi come accaduto con i resitori.