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

Ogni circuito elettrico ha bisogno di un percorso chiuso fatto di conduttori. Ci sono due modi base per collegarvi più componenti, e si comportano in modo molto diverso. Tre grandezze descrivono che cosa succede:

• Intensità di corrente (I), in ampere (A): quanta carica passa in un punto ogni secondo. Si misura con un amperometro collegato in serie.
• Tensione o differenza di potenziale (ΔV, spesso scritta V), in volt (V): la "spinta" data alle cariche, legata all'energia che trasportano. Si misura con un voltmetro collegato in parallelo al componente.
• Resistenza (R), in ohm (Ω): quanto un componente ostacola il passaggio della corrente.

Le collega la prima legge di Ohm: V = R · I (quindi I = V / R e R = V / I).

In un circuito in serie c'è un solo percorso, quindi:

• l'intensità è la stessa in ogni punto: I = I₁ = I₂;
• la tensione del generatore si divide tra i componenti: V = V₁ + V₂;
• le resistenze si sommano: R = R₁ + R₂ + …;
• se una lampadina si brucia, il circuito si apre e si spegne tutto; aggiungendo lampadine, tutte fanno meno luce.

In un circuito in parallelo la corrente si divide in un nodo e poi si riunisce, quindi:

• ogni ramo riceve tutta la tensione del generatore: V = V₁ = V₂;
• le correnti dei rami si sommano: I = I₁ + I₂;
• la resistenza equivalente si trova con 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ed è sempre più piccola della più piccola resistenza dei rami. Per due resistori: R = (R₁ · R₂) / (R₁ + R₂);
• se una lampadina si brucia, le altre restano accese con la stessa luminosità. La pila fornisce allora meno corrente (con tutte le lampadine accese, un circuito in parallelo chiede più corrente di uno in serie, per questo la sua pila si scarica prima).

Perché un ramo in più abbassa la resistenza totale? Pensa a un supermercato: aprire un'altra cassa non rallenta nessuno, offre ai clienti un'uscita in più. Più rami vogliono dire più percorsi, quindi, con la stessa tensione, passa più corrente in totale.

Le stesse regole valgono per pile e pannelli solari. Le pile in serie sommano le tensioni: due pile da 1,5 V danno 3 V. Pile uguali in parallelo mantengono la stessa tensione ma durano di più. Ecco perché gli apparecchi che hanno bisogno di più tensione mettono le pile una dietro l'altra. Tutto questo deriva da come l'elettricità trasporta energia lungo un circuito chiuso.

Quali sono le formule dei circuiti in serie e in parallelo?#

Serie: I è la stessa, V = V₁ + V₂, R = R₁ + R₂. Parallelo: V è la stessa, I = I₁ + I₂, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. In entrambi i casi vale V = R · I per ogni componente.

Come si riconosce se un circuito è in serie o in parallelo?#

Segui la corrente con il dito partendo dalla pila. Se ha un solo percorso, è in serie. Se arriva a un nodo e può dividersi in rami che poi si riuniscono, quei rami sono in parallelo.

Spiegazione semplice: perché in casa si usa il parallelo?#

Perché ogni apparecchio riceve tutta la tensione della rete e funziona per conto suo: puoi spegnere la lampada senza spegnere il frigorifero. In serie, invece, spegnendo un apparecchio si spegnerebbero tutti.

Perché la resistenza diminuisce collegando resistori in parallelo?#

Ogni nuovo ramo è un altro percorso per la corrente. Con più percorsi, a parità di tensione passa più corrente, e questo significa che la resistenza equivalente è più piccola.

Come si collegano le pile in serie e in parallelo?#

In serie si collega il polo + di una pila al polo − della successiva: le tensioni si sommano (quattro pile da 1,5 V danno 6 V). In parallelo si collegano tutti i + insieme e tutti i − insieme: la tensione resta la stessa, ma l'insieme dura di più.

Le lampadine fanno più luce in serie o in parallelo?#

In parallelo. Ogni lampadina riceve tutta la tensione, mentre in serie la tensione si divide e ognuna fa meno luce.