Quando sono collegati in serie, i componenti sono disposti uno dopo l'altro come vagoni ferroviari. La batteria guida la corrente attraverso il circuito in serie, che è un circuito chiuso, quindi la corrente deve essere la stessa attraverso ciascun resistore.
Pensa alla batteria come una stazione di pompaggio, la corrente come l'acqua e le resistenze come case. Questo circuito è come un quartiere in cui l'acqua viene pompata attraverso tutte le case in sequenza fino a tornare alla stazione di pompaggio. In questo caso, la stessa quantità di acqua deve fluire attraverso ogni casa.
La legge di Ohm mette in relazione tensione, corrente e resistenza e può essere espressa come:
V=IR
Dove:
V = Tensione attraverso un resistore
I = Corrente attraverso il resistore
R = Resistenza
Se la corrente è la stessa attraverso tutti i resistori in serie, la legge di Ohm indica che la tensione attraverso un singolo componente può variare, a seconda della sua resistenza.
Che cos'è una connessione parallela?
Al contrario, in un circuito parallelo, resistori o dispositivi sono collegati come i pioli di una scala. Un circuito parallelo è come un quartiere in cui ogni casa si trova sul proprio ramo della linea d'acqua e può prelevare una quantità d'acqua diversa senza influenzare le altre.
La legge di Ohm, espressa per calcolare la corrente, è:io = V/R. Quando i resistori in parallelo sono collegati a un'alimentazione di tensione, ogni componente ha la stessa tensione ai suoi capi ma può assorbire una corrente diversa, sempre a seconda della resistenza individuale.
Calcolo delle resistenze equivalenti in serie e in parallelo
Una serie di resistori R1, R2, R3,... è equivalente ad un singolo resistore, Rs, uguale alla somma di tutte le resistenze:
R_s = R_1 + R_2 + R_3 +.. .
Di conseguenza, l'inserimento di un resistore in un circuito in serie aumenta sempre la resistenza equivalente.
Resistori R1, R2, R3,... in parallelo fungono anche da singolo resistore, ma il calcolo della resistenza equivalente Rp è più complicato, dato da:
\frac{1}{R_s}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+...
Aggiungere sempre un resistore in parallelo a un circuitodiminuiscela resistenza equivalente. Questa relazione ha implicazioni interessanti nel determinare gli svantaggi oi vantaggi di un circuito parallelo.
Vantaggi di una connessione parallela
Gli svantaggi o i vantaggi di una combinazione parallela di elementi dipendono dalla situazione. Le case, ad esempio, sono cablate in modo che i dispositivi elettrici possano essere utilizzati in parallelo. Quando un frigorifero è collegato a una presa della cucina, consuma elettricità senza alterare la tensione o corrente nel resto della casa – e quindi non pregiudica il funzionamento di nessun altro apparecchio. Questo è uno dei vantaggi di una connessione parallela.
Anche le lampadine di una serie di moderne luci natalizie sono collegate in parallelo. Se una lampadina si brucia, diventa un circuito aperto che non influisce sulle altre lampadine. Il resto della stringa rimane illuminato. Poiché la singola lampadina scura è immediatamente evidente, può essere facilmente trovata e sostituita, ancora una volta un vantaggio di un circuito parallelo.
Le luci di Natale vecchio stile erano collegate in serie e una lampadina bruciata interrompeva la corrente attraverso l'intera stringa, spegnendo tutte le luci. Immagina quanto sarebbe difficile trovare l'unica lampadina difettosa!
Lo svantaggio di una connessione parallela diventa evidente con un cortocircuito, come quando qualcuno blocca un filo tra i due contatti di una presa elettrica. Un cortocircuito ha una resistenza molto bassa, che a sua volta fa sì che la corrente nel circuito aumenti enormemente e bang! Le scintille volano e il cablaggio si surriscalda, causando probabilmente un incendio.
Fortunatamente, il fusibile si brucia e diventa un circuito aperto. Poiché è in serie con il cablaggio, il fusibile fa il suo lavoro e interrompe il flusso di corrente prima che qualcosa possa essere danneggiato.