Che cos'è una resistenza? Codice colori, legge di Ohm e uso con Arduino
Che cos'è una resistenza, a cosa serve e come si legge il codice colori? Una guida con la legge di Ohm, i collegamenti in serie e in parallelo, pull-up/pull-down ed esempi di partitore di tensione.
La resistenza è il componente elettronico più elementare: si oppone al passaggio della corrente e limita la corrente in un circuito. La sua unità è l'ohm, indicato con il simbolo Ω. È presente in quasi tutti i circuiti: protegge i LED, rende stabile la lettura dei pulsanti e porta i segnali dei sensori al livello giusto.
A cosa serve una resistenza?
- Limitare la corrente: evita che LED e pin di Arduino si danneggino per una corrente eccessiva.
- Dividere la tensione: con due resistenze si riduce una tensione alta a un livello misurabile.
- Pull-up / pull-down: impedisce a un ingresso di leggere valori casuali quando il pulsante non è premuto.
- Circuiti dei sensori: forma un partitore di tensione con resistenze variabili come LDR e termistori.
Legge di Ohm: tensione, corrente e resistenza
Alla base dei calcoli con le resistenze c'è la legge di Ohm: V = I × R. Cioè la tensione (volt) è uguale alla corrente (ampere) per la resistenza (ohm). Da qui la corrente è I = V / R e la resistenza R = V / I. La potenza dissipata nella resistenza è P = V × I.
Esempio: in una resistenza da 1 kΩ collegata a 5 V passano 5 / 1000 = 5 mA e si dissipano 25 mW. Invece di fare i calcoli a mano, puoi usare il calcolatore della legge di Ohm.
Come si legge il codice colori delle resistenze?
Nelle resistenze a foro passante (THT) il valore è indicato da fasce colorate sul corpo. In una resistenza a 4 fasce, le prime due danno le cifre, la terza il moltiplicatore (numero di zeri) e la quarta la tolleranza. Tieni la resistenza con la fascia oro o argento a destra e leggi da sinistra.
| Colore | Cifra | Moltiplicatore | Tolleranza |
|---|---|---|---|
| Nero | 0 | ×1 | — |
| Marrone | 1 | ×10 | ±1% |
| Rosso | 2 | ×100 | ±2% |
| Arancione | 3 | ×1 k | — |
| Giallo | 4 | ×10 k | — |
| Verde | 5 | ×100 k | ±0,5% |
| Blu | 6 | ×1 M | ±0,25% |
| Viola | 7 | ×10 M | ±0,1% |
| Grigio | 8 | — | ±0,05% |
| Bianco | 9 | — | — |
| Oro | — | ×0,1 | ±5% |
| Argento | — | ×0,01 | ±10% |
Esempio: Rosso – Rosso – Marrone – Oro = 2, 2, ×10 → 220 Ω ±5%. Marrone – Nero – Arancione – Oro = 1, 0, ×1000 → 10 kΩ ±5%. Per vedere subito il risultato scegliendo i colori o digitando un valore, prova il calcolatore del codice colori.
Valori standard delle resistenze (E12, E24)
Le resistenze non si producono in tutti i valori: la serie E12 ha 12 valori per decade (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82) e la E24 ne ha 24. Se il valore calcolato non esiste, scegli il valore standard immediatamente superiore. Per avvicinarti al valore desiderato combinando due resistenze, usa il cercatore di valori standard.
Resistenze in serie e in parallelo
- In serie: le resistenze si sommano. 220 Ω + 330 Ω = 550 Ω.
- In parallelo: il totale è minore della resistenza più piccola: 1/R = 1/R1 + 1/R2. Due resistenze uguali in parallelo danno la metà (1 kΩ ∥ 1 kΩ = 500 Ω).
- Per risolvere passo passo i circuiti misti, il calcolatore serie/parallelo mostra anche tensione e potenza di ogni resistenza.
Le resistenze più usate nei progetti Arduino
| Valore | Dove si usa? |
|---|---|
| 220 Ω – 330 Ω | Limitare la corrente dei LED |
| 1 kΩ | Base dei transistor, protezione delle linee seriali |
| 10 kΩ | Pull-up/pull-down dei pulsanti, partitori con LDR e NTC |
| 1 kΩ + 2 kΩ | Portare un segnale da 5 V a 3,3 V (ESP32, Pico) |
| 100 kΩ + 10 kΩ | Partitore per misurare tensioni elevate |
Resistenze di pull-up e pull-down
Un pulsante si limita ad aprire e chiudere il circuito; quando non è premuto, il pin d'ingresso resta flottante e legge HIGH/LOW a caso. Una resistenza di pull-down (di solito 10 kΩ) porta il pin a GND, una di pull-up a 5 V, dando un valore stabile. Su Arduino, attivando il pull-up interno con pinMode(pin, INPUT_PULLUP), non serve una resistenza esterna.
Partitore di tensione
Collegando due resistenze in serie e prelevando l'uscita dal punto centrale, la tensione d'ingresso viene divisa in proporzione: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). Si usa per ridurre una tensione alta come 12 V a un livello leggibile da Arduino, o per adattare un segnale di un sensore a 5 V all'ingresso a 3,3 V dell'ESP32. Il calcolatore del partitore di tensione calcola i valori e suggerisce anche coppie di resistenze pronte.
Perché è importante la potenza (watt) di una resistenza?
La corrente che attraversa una resistenza si trasforma in calore. Le più comuni nei progetti sono da 1/4 W (0,25 W). Se la potenza dissipata si avvicina a questo valore la resistenza scalda, se lo supera brucia. In un progetto sicuro si sceglie una resistenza con potenza almeno doppia rispetto a quella dissipata.
Domande frequenti
La resistenza ha un verso?
No, le resistenze normali non hanno polarità e si possono montare in entrambi i versi. Per leggerle basta mettere la fascia della tolleranza a destra.
Cosa significa una resistenza da 10k?
10 kΩ, cioè 10.000 ohm. Il codice colori è marrone, nero, arancione più la fascia di tolleranza. Su Arduino si usa soprattutto per pull-up/pull-down e circuiti dei sensori.
Come si misura una resistenza con il multimetro?
Imposta il multimetro sulla scala degli ohm (Ω), togli la resistenza dal circuito e tocca le due estremità con i puntali. Misurandola nel circuito potresti ottenere un valore sbagliato per via degli altri componenti.
La mia resistenza si scalda: è normale?
Un leggero riscaldamento è normale, ma se scotta al tatto la sua potenza è insufficiente o c'è un errore nel circuito. Calcola la potenza con P = I² × R e usa una resistenza di wattaggio maggiore.
Che cos'è un potenziometro?
Un potenziometro è una resistenza regolabile il cui valore cambia ruotando la manopola. Su Arduino il piedino centrale va a un ingresso analogico per regolare, per esempio, volume, velocità o luminosità.
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