Come calcolare una caduta di tensione attraverso i resistori

Un semplice circuito elettrico contiene una fonte di voltaggio (un alimentatore, come una batteria, un generatore o i cavi di utilità che entrano nel tuo edificio), un cavo da trasportare attuale sotto forma di elettroni e una sorgente di energia elettrica resistenza. In realtà, tali circuiti sono raramente semplici e includono una serie di punti di diramazione e ricongiunzione.

• La tensione (V) si misura in volt (anche il simbolo è V); la corrente (I) è misurata in ampere o "ampere" (A); e la resistenza (R) è misurata in ohm (Ω).

Lungo i rami, e talvolta lungo il tronco principale del circuito, sono posti oggetti come elettrodomestici (lampade, frigoriferi, televisori), ognuno dei quali assorbe corrente per mantenersi in funzione. Ma cosa succede esattamente alla tensione e alla corrente all'interno di un determinato circuito elettrico da un punto di vista fisico quando si incontra ciascun resistore e la tensione "scende"?

Legge di Ohm afferma che il flusso di corrente è la tensione divisa per la resistenza. Questo può valere per un circuito nel suo insieme, un insieme isolato di rami o per un singolo resistore, come vedrai. La forma più comune di questa legge è scritta:

I circuiti possono essere organizzati in due modi fondamentali.

Circuiti in serie: Qui, la corrente scorre interamente lungo un percorso, attraverso un singolo filo. Qualunque sia la resistenza che la corrente incontra lungo il percorso, si somma semplicemente per dare la resistenza totale del circuito nel suo insieme:

R_S = R₁ + R₂ +... + R_no (circuiti in serie)

Circuito parallelo: In questo caso, un filo primario si dirama (mostrato ad angolo retto) in due o più altri fili, ciascuno con il proprio resistore. In questo caso la resistenza totale è data da:

1/R_P = 1/R₁ + 1/R₂ +... + 1/R_no (circuito parallelo)

Se esplori questa equazione, scopri che aggiungendo le resistenze della stessa grandezza, diminuisci la resistenza del circuito nel suo insieme. (Selezionare 1 ohm, o 1 Ω, rende i calcoli più facili.) Per la legge di Ohm, questo in realtà aumenta la corrente!

Se questo sembra controintuitivo, immagina il flusso di auto su un'autostrada trafficata servita da un unico casello che esegue il backup del traffico per un miglio, quindi immagina lo stesso scenario con altri quattro caselli identici al primo. Ciò aumenterà chiaramente il flusso di auto nonostante l'aggiunta tecnica di resistenza.

Se vuoi trovare cadute di tensione sui singoli resistori in una serie, procedi come segue:

1. Calcolare la resistenza totale sommando i singoli valori R.
2. Calcola la corrente nel circuito, che è la stessa attraverso ogni resistore poiché c'è solo un filo nel circuito.
   
3. Calcola la caduta di tensione su ciascun resistore usando la legge di Ohm.

Esempio: sono collegati un alimentatore da 24 V e tre resistori in serie con R₁= 4, R₂= 2 e R₃ = 6 Ω. Qual è la caduta di tensione su ciascun resistore?
Innanzitutto, calcola la resistenza totale: 4 + 2 + 6 = 12 Ω

Quindi, calcola la corrente: 24 V/12 Ω = 2 A

Ora, usa la corrente per calcolare la caduta di tensione su ciascun resistore. Usando V = IR per ciascuno, i valori di R₁, R₂ e R₃ sono 8 V, 4 V e 12 V.

Esempio: sono collegati un alimentatore da 24 V e tre resistori in parallelo con R₁= 4, R₂= 2 e R₃ = 6 Ω, come prima. Qual è la caduta di tensione su ciascun resistore?

In questo caso, la storia è più semplice: indipendentemente dal valore della resistenza, la caduta di tensione su ciascun resistore è la stessa, rendendo la corrente la variabile che differisce tra i resistori in questo caso. Ciò significa che la caduta di tensione su ciascuno è solo la tensione totale del circuito divisa per il numero di resistori nel circuito, o 24 V/3 = 8 V.

Vedere le risorse per un esempio di un'istanza in cui è possibile utilizzare uno strumento automatico per calcolare la caduta di tensione in un tipo di disposizione circuitale chiamata partitore di tensione.