Un resistore che si lascia variare mentre il circuito lavora
Un reostato è un resistore la cui resistenza si può far variare entro certi limiti, e che viene inserito in un circuito per regolarne la corrente. È la definizione che ne danno i dizionari tecnici italiani: resistore regolabile, impiegato come regolatore di corrente. Il nome mette insieme il greco rheos, flusso, e il suffisso degli strumenti di misura e controllo, e dice esattamente questo, un apparecchio che governa un flusso.
Il principio è la legge di Ohm. In un circuito alimentato a tensione costante la corrente è il rapporto fra tensione e resistenza: aggiungere resistenza in serie al carico abbassa la corrente che lo attraversa, toglierne la alza. Un reostato non aggiunge energia e non la converte in qualcosa di utile, e la quota che sottrae al carico la dissipa in calore. È la sua caratteristica più scomoda, e spiega buona parte di come viene costruito.
Come è fatto un reostato a cursore
La forma classica è a filo. Un conduttore a resistività elevata, in lega di nichel e cromo oppure di rame e nichel, è avvolto a elica su un supporto isolante cilindrico; sopra l’avvolgimento scorre un cursore metallico che ne tocca le spire. Fra un capo del filo e il cursore si trova una porzione dell’avvolgimento, quindi una frazione della resistenza totale, e spostando il cursore quella frazione cambia con continuità. Nei reostati a film il filo è sostituito da uno strato resistivo depositato su un supporto, di solito a carbone o a cermet.
Accanto ai reostati a variazione continua stanno quelli a variazione discontinua, in cui il valore si compone inserendo con dei commutatori una serie di resistori fissi. È la costruzione dei reostati decadici da laboratorio, dove ogni manopola aggiunge un multiplo della decade successiva e il valore si legge dalle posizioni invece di stimarlo su una scala graduata.
Le grandezze che descrivono un reostato
Tre numeri, e vanno letti insieme. La resistenza massima, in ohm, è il valore che si ottiene con tutto l’avvolgimento inserito. La corrente massima ammessa, in ampere, è il limite del filo e del contatto strisciante. La potenza dissipabile, in watt, dice quanto calore la costruzione riesce a smaltire nelle condizioni dichiarate dal costruttore, di regola in aria libera e a una data temperatura ambiente.
Il terzo numero è quello che si sottovaluta. La potenza dissipata da una resistenza vale il prodotto della resistenza per il quadrato della corrente, quindi cresce con il quadrato: raddoppiare la corrente quadruplica il calore. Un reostato regge la propria corrente massima solo con una parte dell’avvolgimento inserita, perché il calore si concentra nel tratto percorso e non nell’intero corpo. È il motivo per cui un componente da pochi watt scotta, e per cui un reostato da laboratorio è una gabbia aperta invece di una scatola chiusa.
Reostato e potenziometro: due terminali contro tre
Sono spesso lo stesso oggetto usato in due modi. Un potenziometro ha tre terminali, i due capi dell’elemento resistivo e il cursore, e lavora come partitore: la tensione si applica ai due capi, e sul cursore se ne preleva una frazione. Il reostato ne usa due soli, un capo e il cursore, e sta in serie al carico: ciò che regola è la corrente.
La distinzione che le fonti didattiche italiane tengono ferma è proprio questa, potenziometro per variare la tensione e reostato per variare la corrente, con l’avvertenza che la stessa struttura cambia nome secondo il collegamento. Anche il simbolo lo dice: due morsetti e una freccia obliqua sul rettangolo per il reostato, tre morsetti per il potenziometro.
Il reostato sui manici degli strumenti diagnostici
In ambito medicale il termine compare soprattutto sul manico degli strumenti a illuminazione diretta. Otoscopi, oftalmoscopi, set diagnostici e stazioni a parete montano manici a batteria o ricaricabili, tipicamente a 2,5 V o a 3,5 V, e la ghiera che accende e dosa l’intensità luminosa viene chiamata reostato: ruotandola si passa con continuità dal minimo al massimo, invece di avere due o tre posizioni fisse.
Il motivo per cui quella regolazione conta è ottico prima che elettrico. Su una lampada a incandescenza abbassare la corrente abbassa anche la temperatura del filamento, quindi la luce non solo cala ma vira verso il rosso, e il colore di ciò che si osserva cambia con essa. Lo stesso comando si ritrova sulle lampade da visita e sui colposcopi, dove l’intensità va accordata alla superficie illuminata.
Quello che un reostato non è
Non è un trasformatore variabile. L’autotrasformatore a cursore, quello che nei laboratori si usa in alternata, cambia la tensione di uscita spostando una presa lungo un unico avvolgimento: regola per rapporto e dissipa pochissimo, mentre il reostato regola per caduta e paga in calore tutta la differenza.
Non è nemmeno un regolatore elettronico. Un circuito che parzializza l’onda, o che commuta a modulazione di larghezza d’impulso, ottiene lo stesso risultato apparente tenendo il carico o pienamente acceso o del tutto spento, e per questo scalda poco. La differenza si vede bene sui diodi a emissione di luce, dove la corrente cresce in modo molto ripido appena la tensione supera la soglia: una resistenza in serie regolata a mano è un comando grossolano, e i circuiti di pilotaggio dei LED lavorano a corrente controllata.
Un ultimo impiego porta la parola lontano dall’elettronica di segnale. Nella trazione elettrica si chiama reostato di frenatura il banco di resistori su cui si scarica l’energia che il motore produce quando in frenata lavora da generatore. Lì la dissipazione in calore non è un difetto da tollerare: è il lavoro richiesto al componente.
