Calcolatore Resistenze in Serie

Il Calcolatore Resistenze in Serie trova la resistenza totale di qualsiasi numero di resistenze collegate una dopo l'altra e — quando si aggiunge una tensione di alimentazione — calcola anche la corrente del circuito condivisa, la tensione caduta su ciascuna resistenza (il partitore di tensione) e la potenza dissipata da ciascuna resistenza. Un diagramma animato del circuito e una barra proporzionale di divisione della tensione consentono di vedere facilmente come si comporta una serie.

Che Cos'è un Circuito di Resistenze in Serie?

Le resistenze sono in serie quando sono collegate una di seguito all'altra in modo che vi sia un solo percorso continuo per il passaggio della corrente. La corrente che esce dalla sorgente di alimentazione attraversa la prima resistenza, poi la seconda, poi la terza e così via prima di ritornare alla sorgente. Poiché esiste un unico percorso, la stessa corrente scorre attraverso ogni componente e le singole resistenze si sommano per formare una resistenza totale maggiore.

Formula delle Resistenze in Serie

La resistenza totale delle resistenze in serie è semplicemente la somma dei singoli valori:

Se una tensione di alimentazione \(V\) viene collegata ai capi della serie, la Legge di Ohm fornisce l'unica corrente condivisa da tutte le resistenze:

Ogni resistenza riduce quindi una parte della tensione di alimentazione in proporzione al suo valore — questa è la regola del partitore di tensione:

E la potenza dissipata da ciascuna resistenza, più la potenza totale erogata dalla sorgente:

Proprietà Chiave di un Circuito in Serie

• La resistenza si somma: Il totale è sempre maggiore della singola resistenza più grande.
• La corrente è condivisa: Esattamente la stessa corrente scorre attraverso ogni resistenza.
• La tensione si divide: La tensione di alimentazione si divide tra le resistenze in proporzione al loro valore, e tutte le cadute si sommano per eguagliare la tensione della sorgente.
• Anche la potenza si divide: La resistenza più grande subisce la maggiore caduta di tensione e dissipa la maggior quantità di potenza.
• L'ordine non è importante: Riorganizzare le resistenze non cambia la resistenza totale, la corrente o le singole cadute di tensione.

Resistenze in Serie vs Parallelo

Esempio Svolto

Supponiamo che tre resistenze — 470 Ω, 330 Ω e 220 Ω — siano collegate in serie a un'alimentazione da 12 V.

• Resistenza totale: \(470 + 330 + 220 = 1020\ \Omega\)
• Corrente: \(I = 12 / 1020 = 0.01176\ \text{A}\) (circa 11.76 mA)
• Tensione sulla resistenza da 470 Ω: \(0.01176 \times 470 = 5.53\ \text{V}\)
• Le tre cadute (5.53 V + 3.88 V + 2.59 V) si sommano per tornare a 12 V.

Utilizzi Comuni delle Resistenze in Serie

• Partitori di tensione: Generare una tensione di riferimento più piccola da un'alimentazione più grande.
• Limitazione di corrente: Aggiungere una resistenza in serie a un LED o a un sensore per mantenere la corrente a livelli sicuri.
• Ottenere valori non standard: Combinare valori di resistenza standard per raggiungere una resistenza target.
• Aumentare la potenza nominale: Dividere la tensione su diverse resistenze in modo che ciascuna gestisca meno potenza.

Come Usare Questo Calcolatore

1. Inserisci il valore di ciascuna resistenza: Digita la resistenza di ogni componente e scegli la sua unità (Ω, kΩ o MΩ). Usa il pulsante ➕ per aggiungere altre resistenze o il pulsante ✕ per rimuoverne una.
2. Aggiungi una tensione di alimentazione (opzionale): Inserisci la tensione di alimentazione per calcolare anche la corrente, la caduta di tensione di ciascuna resistenza e la potenza dissipata.
3. Fai clic su Calcola: Lo strumento calcola istantaneamente la resistenza totale e l'analisi completa del circuito.
4. Esamina i risultati: Scopri il diagramma animato del circuito, la barra di divisione della tensione, la tabella di scomposizione per ciascuna resistenza e la spiegazione passo-passo della formula.

Domande Frequenti

Come ottengo un valore di resistenza che non ho?

Collega in serie resistori standard: i loro valori si sommano. Inserisci quelli che hai e il valore desiderato in Totale obiettivo. Il calcolatore indica quanto manca, il valore singolo E12 o E24 più vicino e la coppia migliore di valori standard per colmare la differenza, con l’errore di ciascuna soluzione.

Quanta potenza può dissipare ciascun resistore in serie?

La stessa corrente attraversa ogni resistore, quindi ciascuno dissipa I al quadrato per R. Inserisci la tensione di alimentazione e seleziona la potenza nominale dei componenti (ad esempio 1/4 W). Un resistore viene segnalato se supera metà della potenza nominale, regola di derating usuale, o la potenza nominale stessa.

Come si calcolano le resistenze in serie?

Le resistenze in serie si sommano tra loro, quindi la resistenza totale è semplicemente la somma di tutte le singole resistenze: R_totale = R₁ + R₂ + … + Rₙ. Poiché si sommano, il totale è sempre maggiore della singola resistenza più grande presente nella serie.

La corrente è la stessa per le resistenze in serie?

Sì. Un circuito in serie ha un solo percorso per il flusso delle cariche, quindi esattamente la stessa corrente attraversa ogni resistenza. La si trova con la Legge di Ohm: I = V diviso R_totale, dove V è la tensione di alimentazione.

Come viene divisa la tensione tra le resistenze in serie?

Ogni resistenza riduce una parte della tensione di alimentazione in proporzione al suo valore di resistenza. La caduta sulla resistenza i è Vi = I × Ri = V × (Ri / R_totale). Tutte le singole cadute di tensione si sommano per tornare alla tensione di alimentazione totale, motivo per cui una serie di resistenze viene chiamata partitore di tensione.

Qual è la differenza tra resistenze in serie e in parallelo?

In serie, le resistenze sono collegate una di seguito all'altra, quindi i loro valori si sommano e il totale aumenta. In parallelo, le resistenze condividono gli stessi due nodi, quindi la resistenza totale diminuisce ed è sempre inferiore alla resistenza più piccola. I circuiti in serie condividono la corrente e dividono la tensione; i circuiti in parallelo condividono la tensione e dividono la corrente.

Come si calcola la potenza dissipata da ciascuna resistenza?

Una volta nota la corrente I, la potenza dissipata dalla resistenza i è Pi = I² × Ri, e la potenza totale erogata dalla sorgente è P = V × I. Usa la potenza totale per verificare che le tue resistenze siano dimensionate per il calore che devono sopportare.

L'ordine delle resistenze in serie è importante?

No. La resistenza totale, la corrente e la caduta di tensione e la potenza di ciascuna resistenza dipendono solo dai valori di resistenza, non dall'ordine in cui appaiono nella serie. Riorganizzare le resistenze in serie non cambia il comportamento del circuito.

In che modo un carico collegato a un partitore di tensione ne cambia la tensione d’uscita?

Un carico collegato ai capi di una parte del partitore è in parallelo con quella resistenza: ne abbassa la resistenza effettiva e modifica la tensione d’uscita. Per esempio, una resistenza inferiore da 1 kΩ in un partitore diventa 500 Ω se ai suoi capi colleghi un carico da 1 kΩ. Il calcolo del partitore con resistenze in serie descrive la stringa senza carico; se il carico assorbe una corrente significativa, includine l’effetto in un calcolo più completo del circuito.

Cosa succede se una resistenza in una serie si interrompe?

Un’interruzione apre l’unico percorso della corrente, che quindi smette di attraversare l’intera serie e lascia senza alimentazione i componenti a valle. Se invece una resistenza va in cortocircuito, viene esclusa: la resistenza totale diminuisce e cambiano le cadute di tensione e la corrente. Se il circuito si comporta in modo anomalo, spegnilo prima di ispezionare i componenti e usa un multimetro per controllare continuità e resistenza.

Come calcolo la corrente che attraversa resistenze da 1 kΩ e 2 kΩ in serie con 12 V?

Somma le resistenze per ottenere 3 kΩ, poi dividi la tensione di alimentazione per il totale: 12 V ÷ 3.000 Ω = 0,004 A, cioè 4 mA. La stessa corrente attraversa entrambe le resistenze. La caduta di tensione è di 4 V sulla resistenza da 1 kΩ e di 8 V su quella da 2 kΩ: insieme fanno 12 V. Questo presuppone un generatore ideale e nessun altro carico nel circuito.

Risorse Aggiuntive

• Circuiti in serie e in parallelo - Wikipedia
• Partitore di tensione - Wikipedia
• Legge di Ohm - Wikipedia