Quale Componente Obbedisce alla Legge di Ohm: Nicromo, Termistore o Diodo?

Solo il Nicromo (tra i tre) obbedisce sostanzialmente alla Legge di Ohm nei tipici intervalli di esercizio. Il termistore e il diodo sono dispositivi non-ohmici.

Requisito della Legge di Ohm

V = I·R con R costante (indipendente da V, I, t). Caratteristica V-I lineare passante per l'origine.

Analisi dei Componenti

1. Nicromo (Leghe NiCr) — Ohmico ✓

• Conduttore metallico. Resistenza determinata da resistività (ρ), lunghezza, area.
• Coefficiente di temperatura (α) ≈ +0,00017 /°C (molto basso).
• Nei normali intervalli da riscaldamento (20–600°C), la resistenza varia < 10%. Effettivamente lineare.
• Usato perché la sua resistenza è stabile e prevedibile.

2. Termistore (Resistenza Termica) — Non-Ohmico ✗

• NTC (TC Negativo): R decresce esponenzialmente con la temperatura (R = R₀·exp(β(1/T - 1/T₀))).
• PTC (TC Positivo): R aumenta bruscamente al punto di Curie (tipo interruttore).
• Auto-riscaldamento: Riscaldamento I²R cambia T → cambia R → curva V-I non lineare e dipendente dallo storico.
• Progettato specificamente per R = f(T), non per R costante.

3. Diodo (Giunzione PN) — Non-Ohmico ✗

• Equazione di Shockley: I = I_S(e^(V/(nV_T)) - 1). V-I esponenziale.
• In avanti: Crescita esponenziale dopo ~0,6–0,7 V (Si). Resistenza dinamica r_d = nV_T/I varia con la corrente.
• In inversa: ~nA di perdita fino a rottura (Zener/Avalanga).
• Nessun singolo valore "R". La resistenza in segnale piccolo dipende dal punto di polarizzazione DC.

Confronto Curve V-I

• Nicromo: Linea retta passante per l'origine (pendenza = R).
• Termistore: Curva (NTC: ripida verso il basso; PTC: piatta poi verticale verso l'alto). Ciclo di isteresi con auto-riscaldamento.
• Diodo: Quasi zero fino alla soglia, poi esponenziale verso l'alto. Inversa: piatta fino a rottura.

Quando i Dispositivi Non-Ohmici Approximano la Legge di Ohm

• Diodo: Analisi segnale piccolo AC a polarizzazione fissa: r_d = ΔV/ΔI = nV_T/I_DC. Valido per ΔV < 10 mV.
• Termistore: In misura a potenza zero (eccitazione µA, nessun auto-riscaldamento), R ≈ f(T) solo. Può essere trattato come "resistenza con noto coefficiente termico" per stretto ΔT.

Conclusione

Il nicromo obbedisce alla Legge di Ohm. Termistore e diodo sono fondamentalmente non-ohmici — la loro resistenza varia rispettivamente con temperatura e tensione/corrente. Questa non-linearità è la loro proprietà utile (sensori, rettifica, regolazione), non un difetto.