Resistenza in Serie Spiegata
La resistenza in serie si riferisce all'allestimento di resistori individuali uno dopo l'altro in un circuito in modo che la corrente fluisca attraverso ciascun resistore. In questa configurazione, la resistenza totale (R) del circuito è uguale alla somma delle resistenze individuali, anche note come resistenza equivalente R.
Per calcolare la R totale in un circuito in serie, le resistenze individuali di ciascun resistore vengono sommate insieme. La formula per calcolare la resistenza equivalente in una connessione in serie è Rtotale = R1 + R2 + R3 + ..., dove R1, R2, R3, ecc., rappresentano le resistenze individuali di ciascun resistore nel circuito.
La legge di Ohm si applica anche ai circuiti in serie, dove la corrente attraverso ciascun resistore è la stessa, ma la tensione su ciascun resistore è proporzionale alla sua R. La tensione totale attraverso la combinazione in serie di resistori è uguale alla somma dei cali di tensione su ciascun resistore.
È importante notare che la R totale in un circuito in serie è sempre maggiore della resistenza di qualsiasi resistore individuale nel circuito a causa dell'effetto cumulativo della R di ciascun resistore.
D'altra parte, i resistori connessi in parallelo risultano in un circuito parallelo. La R equivalente di un circuito parallelo viene calcolata diversamente da una connessione in serie. Invece di sommare le resistenze individuali, si sommano i reciproci di ciascuna R e il valore risultante viene invertito per ottenere la resistenza equivalente.
R in Serie - Parallelo
Quando si collocano R in serie, i loro valori ohmici si sommano aritmeticamente per raggiungere la R totale (o netta).
Possiamo connettere una serie di resistori (uguali alla somma delle resistenze individuali di un circuito parallelo), tutti aventi valori ohmici identici, in set paralleli di reti in serie o set in serie di reti parallele. Quando facciamo una di queste cose, otteniamo una rete in serie-parallelo che può aumentare notevolmente la capacità totale di gestione della potenza della rete rispetto alla capacità di gestione della potenza di un singolo resistore parallelo.
Fig. 4-14. Tre resistori in serie.
A volte, la R equivalente singola totale del circuito combinato in una rete in serie-parallelo è uguale al valore di uno qualsiasi dei resistori. Questo accade sempre se i rami paralleli o le combinazioni parallele dei componenti di connessione sono tutti identici e sono disposti in una rete chiamata matrice n-per-n (o n x n). Ciò significa che, quando n è un numero intero, abbiamo n set in serie di n resistori connessi in parallelo, oppure abbiamo n set paralleli di n resistori connessi in serie nel circuito. Queste due disposizioni producono lo stesso risultato pratico per i circuiti elettrici.
Una combinazione di array di resistenze in serie-parallelo di n per n, tutte aventi valori ohmici e rating di potenza identici, avrà una capacità di gestione della potenza pari a n2 volte quella di un resistore singolo. Ad esempio, una matrice in serie-parallelo 3 x 3 di resistori da 2 W può gestire fino a 32 x 2 = 9 x 2 = 18 W. Se abbiamo un array 10 x 10 di resistori da 1/2 W, allora può dissipare fino a 102 x 1/2 = 50 W. Moltiplichiamo la capacità di gestione della potenza di ciascun resistore individuale per il numero totale di resistori nella matrice.
Lo schema descritto sopra funziona solo se, ma soltanto se, tutti i resistori hanno valori ohmici identici secondo la legge di Ohm e rating di dissipazione di potenza identici in termini di cali di tensione totali quando la somma dei cali di tensione su ciascun resistore. Se i resistori hanno valori che differiscono anche solo un po' tra loro, uno dei componenti tenderà a richiedere una corrente superiore a quella che può sopportare, quindi brucerà, indipendentemente dalla sorgente di tensione. Allora la distribuzione della corrente nella rete cambierà ulteriormente, aumentando la probabilità che un secondo resistore fallisca, e forse più.
Se hai bisogno di un resistore che possa gestire 50 W e una certa connessione in serie-parallelo della rete può gestire 75 W, va bene. Ma non dovresti "sfidare la sorte" e aspettarti di cavartela usando una rete che può gestire solo 48 W nello stesso utilizzo. Dovresti permettere una tolleranza aggiuntiva, diciamo il 10 per cento oltre il rating minimo. Se ti aspetti che la rete dissipi 50W, dovresti costruirla per gestire 55 W o un po' di più. Non devi però usare "sovraccarichi", tuttavia. Sprecheresti risorse se costruissi una rete che può gestire 500W quando ti aspetti che ne gestisca solo 50—a meno che non sia l'unica combinazione conveniente che puoi fare con i resistori disponibili.
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