Circuiti in serie

Spieghiamo cos'è un circuito di serie, le sue caratteristiche, come viene fatto e diamo diversi esempi

La figura mostra un circuito di serie molto semplice, che consiste in due batterie in serie per fornire l'energia, due lampadine, una poi collegata dall'altra e un interruttore per accendere e spegnere il circuito a volontà. Un amperometro è intervallato per misurare il valore della corrente

Cos'è un circuito di serie?

In un circuiti in serie Ogni elemento è collegato a quello successivo attraverso un singolo punto di connessione, in modo che la corrente abbia solo un percorso unico per fluire.

Un circuito elettrico contiene sostanzialmente tre componenti: un generatore di tensione o corrente, uno o più elementi di ricezione (resistenza, condensatori, induttori, diodi e altro) e fili conduttivi in ​​modo che la corrente possa circolare da un elemento al successivo.

Inoltre, viene aggiunto un elemento di controllo, di solito un interruttore, che serve a attivare e spegnere il circuito e un elemento di protezione, come un fusibile, che apre il circuito quando l'intensità della corrente è maggiore di un determinato valore stipulato, evitando danno ai componenti.

In un circuito della serie, l'interruttore e il fusibile possono essere posizionati in qualsiasi posizione.

Caratteristiche di a circuiti in serie

-Il percorso che segue la corrente attraverso il circuito è unico e l'intensità della corrente in ciascun elemento è la stessa.

-I fili che si collegano agli elementi del circuito non offrono resistenza corrente.

-Se i destinatari sono resistenti, maggiore è il numero di elementi collegati, minore è l'intensità della corrente che viene fuori dalla batteria. Poiché la tensione del generatore è distribuita tra ogni resistenza, c'è meno tensione in ciascuno di essi.

Schema di un circuito di tre resistenze in serie con una batteria da 9 V. In resistenza 3 c'è un voltmetro parallelo, per misurare la caduta di tensione in quella resistenza. Fonte: f. Zapata.

-Gli elementi del circuito della serie non sono indipendenti. Poiché la corrente che passa attraverso di loro è la stessa che lascia la batteria, gli elementi funzionano tutti in una volta o nessuno funziona.

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-Poiché la corrente è in grado di fluire solo su un percorso chiuso, se uno degli elementi del circuito è danneggiato, il circuito è aperto e smette di funzionare.

Ricevitori e batteri in serie

Nell'analisi del circuito della serie, a volte è conveniente ridurre gli elementi simili a uno che produce lo stesso effetto. Questo è l'elemento equivalente.

Quando si collega N resistori R_Yo o induttori l_Yo In serie, la resistenza equivalente R_Eq e l'induttanza equivalente L_Eq Sono, rispettivamente:

In entrambi i casi, l'elemento equivalente è maggiore di ciascuno degli elementi della connessione seriale. Negli induttori dovrebbe essere l'effetto dell'induttanza reciproca tra loro.

Se si tratta di condensatori in serie, la capacità equivalente viene calcolata dalla somma del reciproco o inverso di ogni singola capacità. Quindi, la capacità equivalente C_Eq Viene calcolato investendo il risultato della somma fatta:

La capacità equivalente di una serie è inferiore alla capacità degli elementi partecipanti.

Il grafico mostra la connessione seriale di diversi elementi:

Collegamento di resistenze, condensatori e induttanze in serie. Fonte: f. Zapata.

Le batterie possono anche essere collegate in serie, come mostrato nella figura seguente, collegando il polo positivo di uno con il negativo di quanto segue. La tensione risultante è la somma delle tensioni di ciascuno.

1 sequenza di batterie di 1.Serie 5 V collegate, per una tensione equivalente a 6 V. Fonte: f. Zapata.

Come realizzare un circuito di serie?

Quando si desidera progettare il prototipo di un circuito della serie, è conveniente utilizzare un tablet noto come Proto Board. Questo è costituito da una scheda di plastica con piccoli fori in cui sono collegati i terminali di ciascun elemento.

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A loro volta, questi fori sono interconnessi dalla loro faccia inferiore l'uno dall'altro, con linee di rame disposte in file in due gruppi. Uno di loro va lungo il tabellone e l'altro è trasversale allo stesso modo. Tutti i punti collegati alla stessa riga sono allo stesso potenziale elettrico.

Tenendo conto di questo, gli elementi degli elementi si collegheranno ai punti che corrispondono elettricamente a quelli che appaiono nello schema del circuito.

La seguente immagine mostra l'assemblaggio sulla scheda Proto del circuito il cui schema è sopra, nella sezione delle caratteristiche.

Tre resistenze collegate in serie su una scheda Proto e alimentate con una batteria da 9 V. Questa tensione è divisa per le tre resistenze, formando così un divisore di tensione. Un voltmetro è collegato parallelo a ciascuna resistenza per misurare la rispettiva caduta di tensione. Fonte: Wikimedia Commons.

Misurazione di tensione o tensione

Una volta costruito il circuito, il suo funzionamento viene corroborato misurando i valori di tensione (la tensione) e la corrente in ciascuno dei suoi elementi.

La tensione viene misurata attraverso un multimetro in modalità Voltmetro CC o CA, se la sorgente è rispettivamente di tensione diretta o alternativa e si collega in parallelo con l'elemento la cui tensione è desiderata.

Misurazione corrente

Quando viene misurata la corrente, il multimetro viene inserito nella modalità di amperometro DC o AC, a seconda che la corrente sia diretta o alternativa rispettivamente.

Quindi si collega in serie con uno degli elementi del circuito, per il quale è necessario aprirlo e inserire le punte del dispositivo tra i due punti, in modo che la corrente attraversa l'amperometro.

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Esempi di circuiti seriali

Alcuni dei circuiti di utilizzo più frequenti in elettronica sono: il divisore di tensione basato sulla resistenza, il circuito RC in serie e il circuito RLC in serie.

Divisore di tensione

Il divisore di tensione basato sulla resistenza è un circuito che consiste in due (o più) resistenze collocate in serie, attraverso le quali viene diffusa una corrente.

Se il circuito è costituito da due uguale resistenza, la caduta di tensione è la stessa e pari alla metà della tensione tra l'inizio della prima e la fine del secondo.

Al contrario, se le due resistenze sono diverse, la tensione in ciascuna è proporzionale alla stessa.

In una data resistenza, la tensione è il suo valore negli ohm diviso per la resistenza equivalente e moltiplicata per la tensione applicata alle estremità del set.

Circuiti RC in serie

Viene generalmente utilizzato nei sistemi audio, al fine di separare le alte frequenze dalle basse frequenze. Viene anche utilizzato nelle radio di ampiezza modulate per separare il segnale sonoro dal segnale portante di frequenza, che è molto maggiore.

Come suggerisce il nome, questo semplice circuito è costituito da una resistenza R seguita da un condensatore C. La resistenza e l'uscita del condensatore si collegano a un segnale elettrico che può contenere molte frequenze.

Alle alte frequenze, il condensatore o il condensatore tende a comportarsi come un corto circuito, mentre a basse frequenze è come un circuito aperto. A causa di questa peculiarità, i terminali alle estremità del condensatore danno un segnale a bassa frequenza che, nel caso dell'audio, alimenta gli altoparlanti gravi o bassi.

Circuito RLC in serie

È un circuito risonante, ampiamente utilizzato nelle radio per sintonizzare la stazione la cui frequenza portante ricorda la frequenza di risonanza del circuito. Questo è calcolato come:

Dove ω è la frequenza, l è induttanza e c la capacità.

Variando il valore della capacità con una manopola, è possibile sintonizzare in ciascuna delle stazioni dello spettro radio.