Come Risolvere un Circuito in Serie

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Un circuito in serie è di semplice realizzazione. Si ha un generatore di tensione, e una corrente che fluisce dal terminale positivo a quello negativo, attraversando i resistori. In questo articolo esamineremo l’intensità di corrente, la tensione, la resistenza e la potenza di un singolo resistore.

Passaggi

1
Il primo passo consiste nell’individuare il generatore di tensione, che è espresso in Volt (V), sebbene a volte può essere indicato con il simbolo (E).
2
A questo punto bisogna esaminare i valori forniti per gli altri elementi del circuito.
- La resistenza totale del circuito si ottiene semplicemente sommando i contributi delle single resistenze.
  
  R = R₁ + R₂ + R₃ etc ...
- Per determinare l’ intensità di corrente totale che fluisce lungo il circuito, si può usare la legge di Ohm I = V/R. (V = tensione del generatore, I = intensità di corrente totale, R = resistenza totale) Trattandosi di un circuito in serie, la corrente che attraversa ciascun resistore coinciderà con la corrente totale che fluisce attraverso il circuito.
- La tensione ai capi di ciascun resistore può essere calcolata mediante la legge di Ohm V ' = IR' (V ' = tensione ai capi del resistore, I = intensità di corrente che attraversa il resistore o il circuito (coincidono), R' = resistenza del resistore).
- La potenza assorbita da un resistore si può calcolare mediante la formula
  
  P ' = I²R'(P ' = potenza assorbita dal resistore, I = intensità di corrente che attraversa il resistore o il circuito (coincidono), R' = resistenza del resistore).
- L’Energia assorbita dai resistori è uguale a P*t (P = potenza assorbita dal resistore, t = tempo espresso in secondi).
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Esempio: Consideriamo un circuito in serie costituito da una batteria da 5 Volt, e tre resistenze rispettivamente da 2 ohm (R₁), 6 ohm (R₂) e 4 ohm (R₃). Si avrà:
- Resistenza Totale (R) = 2 + 6 + 4 = 12 Ohm
- Intensità di Corrente Totale (I) = V/R = 5/12 = 0.42 Ampere.
- Tensione ai capi dei resistori
  1. Tensione ai capi di R₁ = V₁ = I x R₁ = 0.42 x 2 = 0.84 Volt
  2. Tensione ai capi di R₂ = V₂ = I x R₂ = 0.42 x 6 = 2.52 Volt
  3. Tensione ai capi di R₃ = V₃ = I x R₃ = 0.42 x 4 = 1.68 Volt
- Potenza assorbita dai resistori
  1. Potenza assorbita da R₁ = P₁ = I² x R₁ = 0.42² x 2 = 0.353 Watt
  2. Potenza assorbita da R₂ = P₂ = I² x R₂ = 0.42² x 6 = 1.058 Watt
  3. Potenza assorbita da R₃ = P₃ = I² x R₃ = 0.42² x 4 = 0.706 Watt
- Energia assorbita dai resistori
  1. Energia assorbita da R₁ in, diciamo, 10 secondi
    = E₁ = P₁ x t = 0.353 x 10 = 3.53 Joule
  2. Energia assorbita da R₂ in, diciamo, 10 secondi
    = E₂ = P₂ x t = 1.058 x 10 = 10.58 Joule
  3. Energia assorbita da R₃ in, diciamo, 10 secondi
    = E₃ = P₃ x t = 0.706 x 10 = 7.06 Joule
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Suggerimenti

Se viene indicata anche la resistenza interna del generatore di tensione (r), questa va sommata alla resistenza totale del circuito (V=I*(R+r))
La tensione totale del circuito si ottiene sommando le tensioni ai capi dei singoli resistori connessi in serie.

Avvertenze

Tieni sempre a mente la differenza tra un circuito in serie e uno in parallelo. In un circuito in parallelo i resistori vedono tutti la stessa tensione di corrente.