Di S. Hussain Ather – Aggiornato il 30 agosto 2022

I circuiti in serie collegano i resistori in un unico percorso, quindi la corrente (misurata in ampere) è identica attraverso ogni componente. Ciò contrasta con i circuiti paralleli, dove la corrente si divide tra i rami.

Esempi comuni di tutti i giorni

I tipici dispositivi domestici (luci di Natale, circuiti di lampade a interruttore singolo e molti dispositivi elettronici a basso consumo) funzionano secondo il principio della serie. Comprendere come si comporta la corrente in queste configurazioni è essenziale sia per la risoluzione dei problemi che per la progettazione.

TL;DR

In un circuito in serie, la corrente rimane costante in tutti gli elementi. Usa la legge di Ohm, V = I / R , per trovare la corrente una volta conosciuta la resistenza totale (somma delle singole resistenze) e la tensione della sorgente. Nei circuiti paralleli, la tensione rimane costante mentre la corrente si divide.

Calcolo dell'amperaggio nei circuiti in serie

Per determinare la corrente in un circuito in serie:

1. Somma della resistenza di tutti i componenti della serie:R_total = R1 + R2 + … + Rn .
2. Misurare o specificare la tensione di alimentazione:V (in volt).
3. Applica la legge di Ohm per trovare la corrente:I = V / R_total (in ampere).

Poiché la corrente è la stessa attraverso ogni resistore, puoi anche calcolare la caduta di tensione su ciascun resistore con V_i = I × R_i e verificare che la caduta totale sia uguale alla tensione di alimentazione.

Esempio illustrativo

Considera un circuito alimentato da una batteria da 9 V con tre resistori:4Ω, 6Ω e 8Ω in serie.

• R_total = 4 Ω + 6 Ω + 8 Ω = 18 Ω
• I = 9 V / 18 Ω = 0.5 A
• Cadute di tensione:V1 = 0.5 A × 4 Ω = 2 V , V2 = 0.5 A × 6 Ω = 3 V , V3 = 0.5 A × 8 Ω = 4 V (somma a 9V).

Incorporazione di condensatori e induttori

Quando un condensatore o un induttore viene aggiunto in serie, la corrente varia nel tempo:

• Scarica del condensatore:I(t) = (V / R) e^{-t/(RC)}
• Risposta dell'induttore:I(t) = (V / R) e^{-tR/L}

Ecco, C è la capacità (farad), L è l'induttanza (Henries) e t è il tempo (secondi). Queste espressioni derivano dall'analisi dei circuiti RL e RC standard insegnata nei programmi di studio di ingegneria elettrica.

Serie e parallelo:confronto rapido

• Serie: R_total = ΣR_i , costante di corrente, cadute di tensione sommate all'alimentazione.
• Parallelo: 1/R_total = Σ(1/R_i) , costante di tensione, divisione della corrente tra i rami.

Corrente continua (CC) e corrente alternata (CA)

La corrente continua scorre in una direzione ed è tipica delle batterie e della maggior parte dei dispositivi elettronici. La corrente alternata inverte periodicamente la direzione ed è preferita per la trasmissione di potenza perché può essere facilmente aumentata o diminuita con i trasformatori, come dimostrato dal lavoro pionieristico di Nikola Tesla alla fine del XIX secolo.

I dispositivi moderni spesso combinano entrambi:l'alimentazione di rete CA viene raddrizzata in CC per i circuiti interni.

Consigli pratici

• Controlla sempre attentamente la polarità quando colleghi una batteria a un circuito in serie.
• Utilizza un multimetro per verificare che la corrente sia effettivamente la stessa in tutti i componenti della serie.
• Per sicurezza, limitare la resistenza in serie per evitare il surriscaldamento della fonte di alimentazione.

Seguendo questi principi, puoi calcolare e verificare in modo affidabile la corrente in qualsiasi disposizione in serie, garantendo prestazioni e sicurezza.