Qual è la differenza tra la connessione di due sorgenti in serie e in parallelo per circuiti DC e AC

Nell'ingegneria elettrica, il modo in cui le fonti di alimentazione sono connesse è cruciale per il comportamento di un circuito. Le fonti di alimentazione possono essere connesse in serie o in parallelo, e ogni metodo è adatto per diverse applicazioni. Di seguito sono illustrate le differenze tra le connessioni in serie e in parallelo per i circuiti a corrente continua (CC) e a corrente alternata (CA).

Fonti di Corrente Continua (CC)

Connessione in Serie (Connessione in Serie)

• Somma dei Voltaggi (Somma dei Voltaggi): Quando due o più fonti di CC sono connesse in serie, il terminale positivo di una fonte è connesso al terminale negativo della fonte successiva. Pertanto, la tensione d'uscita totale è la somma delle tensioni di ciascuna fonte individuale. Ad esempio, se due batterie da 12 volt sono connesse in serie, la tensione d'uscita totale sarebbe di 24 volt.

• Corrente Uguale (Corrente Uguale): Idealmente, la corrente nel circuito intero è la stessa, indipendentemente dal numero di fonti connesse in serie. Tuttavia, è importante notare che tutte le fonti connesse in serie dovrebbero avere capacità di corrente compatibili per evitare sovraccarichi o danni.

Connessione in Parallelo (Connessione in Parallelo)

• Tensione Uguale (Tensione Uguale): Quando due o più fonti di CC sono connesse in parallelo, tutti i terminali positivi sono connessi insieme, e tutti i terminali negativi sono connessi insieme. Pertanto, la tensione d'uscita totale è uguale alla tensione di una singola fonte. Ad esempio, se due batterie da 12 volt sono connesse in parallelo, la tensione d'uscita totale rimane di 12 volt.

• Addizione della Corrente (Addizione della Corrente): In una connessione in parallelo, la capacità di corrente totale è la somma delle capacità di corrente di ciascuna fonte individuale. Ad esempio, se due batterie identiche da 12 volt e 5 ampere-orari sono connesse in parallelo, la capacità di corrente totale sarebbe di 10 ampere-orari. Le connessioni in parallelo possono essere utilizzate per aumentare l'uscita di corrente del sistema o fornire ridondanza.

Fonti di Corrente Alternata (CA)

Connessione in Serie (Connessione in Serie)

• Addizione dei Voltaggi (Addizione dei Voltaggi): Similmente alle fonti di CC, le fonti di CA sommano le loro tensioni quando sono connesse in serie. Tuttavia, le tensioni di CA sono misurate in base ai valori di picco o RMS, quindi devono essere considerate le differenze di fase. Se due fonti di CA sono in fase, le loro tensioni si sommano semplicemente. Se sono fuori fase (di 180 gradi), le tensioni potrebbero annullarsi a vicenda.

• Relazione della Corrente (Relazione della Corrente): In un circuito in serie, la corrente è la stessa attraverso ogni componente. Tuttavia, è importante notare che l'impedenza (inclusa resistenza, induttanza e capacitance) delle fonti di CA influenza la corrente.

Connessione in Parallelo (Connessione in Parallelo)

• Tensione Uguale (Tensione Uguale): Quando le fonti di CA sono connesse in parallelo, le tensioni d'uscita sono uguali. Le connessioni in parallelo vengono principalmente utilizzate per generatori sincroni o altre fonti di alimentazione per aumentare la potenza totale disponibile o fornire ridondanza.

• Addizione della Corrente (Addizione della Corrente): In una connessione in parallelo, la corrente totale è la somma vettoriale delle correnti di ciascuna fonte individuale. Questo richiede la considerazione della differenza di fase tra le fonti, poiché le differenze di fase influenzano la corrente totale. Se le fonti di CA sono sincronizzate e in fase, le loro correnti possono essere semplicemente sommate.

Riepilogo

Per le Fonti di CC

• Connessione in Serie: Aumenta la tensione totale.

• Connessione in Parallelo: Aumenta la capacità di corrente totale.

Per le Fonti di CA

• Connessione in Serie: Aumenta la tensione totale (a seconda della relazione di fase).

• Connessione in Parallelo: Aumenta la potenza totale disponibile (richiede sincronizzazione e considerazione della differenza di fase).

Nelle applicazioni pratiche, sia che si tratti di fonti di CC o di CA, è essenziale comprendere l'impatto del metodo di connessione sul circuito e assicurarsi che il progetto del circuito sia conforme agli standard di sicurezza e soddisfi i requisiti di prestazione desiderati.