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Fisica: resistenze in serie e in parallelo

In questo articolo spieghiamo cosa sono le resistenze in serie e in parallelo. Si tratta di uno degli argomenti centrali della fisica. Nell’approfondirlo, faremo riferimento ad alcuni postulati e leggi che sono a fondamento di questa materia.

Gli esercizi sul calcolo delle resistenze in serie e in parallelo sono molto frequenti nei compiti in classe delle scuole superiori e nei quiz dei test di medicina, veterinaria e professioni sanitarie.

Usa questo articolo per studiare le resistenze in serie e in parallelo. In più, guarda il video con un esercizio sulle resistenze svolto dalla nostra tutor di fisica e la teoria spiegata in modo semplice con immagini e formule.

Resistenze in serie

Iniziamo con la definizione di resistenze in serie:

due resistenze sono in serie quando l’estremo di uscita di una è collegato solo con l’estremo di entrata dell’altra, ossia le resistenze sono in sequenza.

Pertanto, tutte le resistenze saranno attraversa dalla medesima corrente, cioè dallo stesso flusso di elettroni. Infatti, per la legge di conservazione della carica, in un sistema chiuso la carica rimane invariata nel tempo.

immagine resistenza in serie
Disegno di due resistenze collegate in serie

Formule delle resistenze in serie

Innanzitutto, vediamo la resistenza equivalente. La resistenza equivalente è quell’unica resistenza che, sostituita a tutte le altre presenti in un circuito, fa in modo che la corrente totale rimanga invariata.

Come si calcola la resistenza equivalente delle resistenze in serie? La resistenza equivalente sarà data dalla somma delle singole resistenze, per cui la resistenza equivalente sarà maggiore delle singole resistenze proprio perché è il risultato di una somma:

Req = R1 + R2 + Rn

Nelle resistenze in serie, l’intensità di corrente è la stessa per ciascuna delle resistenze, invece la differenza di potenziale totale si ottiene sommando le differenze di potenziale di ogni resistore:

  • i1 = i2 = in = i
  • ΔV = ΔV1 + ΔV2 + ΔVn

Resistenze in parallelo

La definizione di resistenze in parallelo recita:

due resistenze sono in parallelo quando gli estremi di entrata e gli estremi di uscita sono collegati fra loro.

Ossia, le resistenze in parallelo non si trovano sullo stesso filo in sequenza, ma sono collocate su più fili che si raccordano al circuito in nodi.

Le correnti non sono uguali, perché la corrente può passare per la prima o per le altre resistenze.

immagine resistenza in parallelo
Disegno di due resistenze collegate in parallelo

Formule resistenze in parallelo

Nel caso delle resistenze collegate in parallelo, il reciproco della resistenza equivalente è pari alla somma dei reciproci delle singole resistenze. Quindi, la resistenza equivalente di un collegamento in parallelo sarà minore della resistenza dei singoli resistori:

1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/Rn

Se e solo se devi calcolare la resistenza equivalente di un collegamento che comprende massimo due resistenze, puoi usare la seguente formula:

Req = (R1 · R2)/(R1 + R2)

Invece, l’intensità di corrente di un collegamento in parallelo è pari alla somma delle singole intensità di corrente, mentre la differenza di potenziale è uguale, secondo le formule:

  • i = i1 + i2 + in
  •  ΔV1 = ΔV2

Soffermiamoci su quest’ultima formula. La legge di Ohm dice che:

V = R· I dove V è la tensione, ossia la differenza di potenziale, R è la resistenza e I la corrente, l’intensità delle cariche.

Questo significa che più è alta la resistenza, minore è l’intensità perché la resistenza è un ostacolo che rende difficile alla corrente attraversare il circuito.

Per cui, la formula precedente:

ΔV1 = ΔV2 diventa → R1 · I1 = R2 · I2.

Se R1 > R2 allora I2 > I1, infatti come detto sopra, nelle resistenze collegate in parallelo la corrente I non è uguale.

Per approfondire, leggi anche l’articolo sui condensatori in serie e in parallelo.

Come si calcola la resistenza

Il calcolo della resistenza equivalente serve per semplificare un circuito. Per calcolare la resistenza equivalente bisogna sostituire i gruppi di resistenze dello stesso tipo con la rispettiva resistenza equivalente, fino a quando non si arriva ad avere un circuito che ha un solo resistore.

Infatti, le legge di Ohm ci dice che:

ΔVTOT = Req x ITOT

Per capire meglio questo argomento, guarda anche il video sulle resistenze in serie e in parallelo e un esercizio svolto.

Video e immagini nel testo di Eleonora Parlanti, tutor WAU!

Immagine in evidenza di Pixabay da Pexels

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