Studia anche esempi di resistori in parallelo ed esempi di resistori in serie.
Resistenza in serie Materiale resistore
Se le resistenze sono collegate come mostrato nello schema sopra, sono collegate in serie. Le resistenze in questione possono essere componenti resistivi, lampade o altri dispositivi di isolamento elettrico.
La carica elettrica (Q) è costante, quindi la carica elettrica che attraversa la resistenza 1 (R1 ) è uguale alla carica elettrica che attraversa la resistenza 2 (R2 ) e alla carica elettrica che attraversa la resistenza 3 (R3 ) . La corrente elettrica (I) è la carica elettrica che fluisce durante un certo intervallo di tempo (I = Q/t), quindi la corrente elettrica che attraversa la resistenza 1 (I1 ) è uguale alla corrente elettrica che attraversa la resistenza 2 (I2 ) e alla corrente elettrica che attraversa la resistenza 3 (I3 ) . Matematicamente, la corrente elettrica totale (I) è uguale a I1 = I2 = I3.
D'altra parte, la tensione elettrica (V) diminuisce quando la carica elettrica si muove attraverso ciascuna resistenza. La tensione elettrica, detta anche differenza di potenziale elettrico, è l'energia potenziale elettrica per unità di carica elettrica. La tensione elettrica diminuisce perché l'energia elettrica viene utilizzata in ciascuna resistenza elettrica. Quindi la tensione elettrica totale (V) è uguale alla somma delle tensioni elettriche su ciascuna resistenza. Matematicamente, la tensione elettrica totale (V) = V 1 + V 2 + V 3 . V = IR, quindi l'equazione della tensione elettrica totale è V = IR 1 + IR 2 + IR 3 . La corrente elettrica che scorre in ciascuna resistenza è la stessa, quindi questa equazione si trasforma in V = I (R 1 + R 2 + R 3 ).
In base all'equazione precedente, si conclude che la resistenza elettrica totale (R) o la resistenza di sostituzione delle resistenze elettriche collegate in serie è uguale alla somma di ciascuna resistenza elettrica, matematicamente R = R 1 + R 2 + R 3 . Se ci sono solo due resistori collegati in serie, il valore della resistenza di sostituzione (R) = R 1 + R 2 . Se ci sono quattro resistori collegati in serie, il valore della resistenza di sostituzione (R) = R 1 + R 2 + R 3 + R 4 . Allo stesso modo, se ci sono cinque o più resistori collegati in serie.
Esempio di problema con resistori in serie:
1. Dati R 1 = 2 Ω, R 2 = 3 Ω e R 3 = 4 Ω. I tre resistori sono collegati in serie. Qual è il valore del resistore di ricambio? (Ω = Ohm).
Discussione
R = R 1 + R 2 + R 3 = 2 + 3 + 4 = 9 Ω.
Questo risultato dimostra che il valore della resistenza di sostituzione è maggiore del valore di resistenza di ciascun resistore collegato in serie.
2. Due resistori R 1 = 50 Ω e R 2 = 50 Ω sono collegati in serie e connessi a una batteria da 12 Volt. Determinare (a) la resistenza equivalente (b) la corrente elettrica che attraversa ciascun resistore.
Discussione
(a) R = R1 + R2 = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
(b) I = V / R = 12 Volt / 100 Ω = 0,12 Ampere
