Resistori avvolti a filo

Le proprietà specifiche del materiale, la lunghezza e la sezione del filo definiscono il grado di influenza del flusso di corrente elettrica. I materiali con un'elevata resistenza comportano un basso valore dell'intensità di corrente. L'amperaggio stesso deriva dal movimento dei portatori di carica elettrica, cioè dagli elettroni nel conduttore, quando viene applicata una tensione alle estremità. Il campo elettrico creato dalla tensione lungo la lunghezza del conduttore provoca l'accelerazione degli elettroni carichi negativamente. La resistenza elettrica è ora creata da urti nel materiale, che fanno perdere energia agli elettroni nel conduttore: parte dell'energia cinetica viene convertita in energia termica. Gli elettroni si muovono più lentamente e questo riduce la corrente.
I fili lunghi producono una resistenza maggiore rispetto a quelli relativamente corti. Tuttavia, se la sezione del conduttore aumenta, la resistenza diminuisce. Da ciò si possono formulare tre premesse: Il valore della resistenza elettrica di un elemento di resistenza a filo avvolto è

(a) direttamente proporzionale alla resistività del filo metallico
(b) direttamente proporzionale alla lunghezza del filo metallico.
(c) inversamente proporzionale all'area della sezione trasversale del filo metallico.

In generale, un resistore con una massa maggiore può assorbire e dissipare più energia per unità di tempo ed è quindi adatto a potenze di funzionamento più elevate, un punto di forza decisivo dei resistori a filo.

Un resistore avvolto a filo è costituito da un elemento resistivo con nucleo portante e filo metallico, connessioni elettriche e un rivestimento.

L'elemento resistivo è composto da un filo metallico avvolto attorno a un nucleo portante di materiale non conduttivo. La maggior parte dei resistori avvolti a filo ha un nucleo in ceramica, ma si usano anche plastica o vetro. Il materiale del filo è costituito da alcune leghe come nichel-cromo, rame-nichel-manganese o ferro-cromo, ecc. I collegamenti elettrici sono per lo più in rame stagnato e sono progettati per applicazioni assiali o radiali. L'elemento di resistenza è ricoperto da un rivestimento ceramico o epossidico ed è utilizzato per la protezione fisico-meccanica, l'isolamento e la dissipazione del calore. Per la massima dissipazione del calore e un elevato consumo energetico, si utilizzano ad esempio elementi resistivi in alloggiamenti di alluminio con alette. La superficie dell'alloggiamento è anodizzata per garantire l'isolamento.

A seconda dell'applicazione, i requisiti dei resistori a filo avvolto sono molto diversi. Le resistenze di precisione a filo avvolto sono tipicamente utilizzate negli smorzatori AF di precisione, nei ponti di misura e nelle apparecchiature di calibrazione. Per il monitoraggio della durata della batteria in applicazioni portatili, le dimensioni dei resistori sono particolarmente importanti, oltre alle loro proprietà elettriche. Le applicazioni mediche richiedono solitamente un'elevata precisione, mentre per le applicazioni industriali è interessante soprattutto l'idoneità alle correnti elevate.
I resistori a filo avvolto sono inoltre utilizzati principalmente come protezione contro le sovratensioni. Ovunque sia necessario assorbire correnti elevate per un breve periodo di tempo per proteggere altri componenti dal sovraccarico, ad esempio durante l'accensione e lo spegnimento di grandi utenze o anche in caso di fulmini. Sono quindi particolarmente adatti per applicazioni con elevati carichi impulsivi. Un esempio è l'uso nei defibrillatori. In un breve periodo di tempo emettono un'elevata quantità di energia che può essere assorbita senza problemi dalle resistenze a filo per questo tempo di impulso.