Spesso quando si lavora con i circuiti in corrente continua è necessario far lavorare un determinato componente (ad esempio un led) ad una specifica tensione, più bassa di quella di alimentazione del resto del circuito. In questi casi occorre abbassate la tensione continua con una resistenza. Vedremo in questa pagina come effettuare il calcolo delle resistenze per provocare la caduta di tensione che ci occorre.
Indice
La legge di Ohm
Il fulcro di questi calcoli è solitamente la legge di Ohm:
V = R x IQuesta legge ci dice che la caduta di tensione in Volt, nel nostro caso di una resistenza, è pari al prodotto del valore in Ohm della resistenza per la corrente in Ampere che la attraversa.
Waveguide2, Public domain, via Wikimedia Commons
A partire da questa formula possiamo ottenere ognuno dei tre valori in funzione degli altri due, avremo quindi:
V = R x I
R = V / I
I = V / RQuesta formula ha bisogno solamente di due dati per ottenere il terzo. Nel nostro caso nel calcolatore dovremo però inserire 3 diversi dati. Questo perché lo script si occuperà di calcolare la caduta di tensione sulla resistenza e utilizzarlo al posto nostro.
Pensiamo ad esempio di voler alimentare un led. Leggiamo nelle specifiche che questo led ha una tensione di alimentazione di 3.3V e funziona con un assorbimento di 20 milliampere. Noi però abbiamo un circuito che ci offre 5 Volt (ad esempio un Arduino o un altro dispositivo che magari utilizza i 5 Volt di una porta USB). In questo caso dovremo inserire in serie a uno dei due cavi di alimentazione del led una resistenza che abbassi i 5V e li faccia diventare 3.3V facendo scorrere una corrente di 20 milliampere.
Calcolatore di resistenze per caduta di tensione
Passiamo ora al calcolatore automatico che ci permetterà di ottenere i valori velocemente e senza il rischio di fare errori.
Nel nostro calcolatore dovremo quindi inserire nell’ordine 5 3.3 e 20.
Questo semplice calcolatore di resistenze ci permette quindi di calcolare la resistenza giusta da inserire in serie nel circuito per ottenere quanto specificato in "Tensione occorrente" e "Assorbimento" a partire da una determinata "Tensione di alimentazione".
In alcuni casi è possibile che la resistenza necessaria non sia un valore esatto o nei valori standard delle resistenze. In queste occasioni possiamo utilizzare il valore più vicino, otterremo una tensione leggermente diversa ma se non abbiamo particolari esigenze potrebbe essere comunque tollerabile. Nel caso volessimo avvicinarci al valore esatto più di quanto non riusciamo a fare con una sola resistenza standard, possiamo utilizzare più resistenze in serie e sommare i loro valori.
Il valore della potenza assorbita viene calcolato direttamente attraverso una formula. In ogni caso non è mai consigliato di far lavorare componenti al limite delle loro specifiche, vi consigliamo quindi di utilizzare sempre resistenze con valori di potenza maggiori (almeno il doppio o più) del risultato della formula. In questo modo avremo un circuito con più tolleranza, che lavora in condizioni meno stressanti per i componenti e quindi meno soggetto a rompersi/bruciarsi.