Come Calcolare la Resistenza Totale in un Circuito

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Passi
Consigli

Esistono due modi per collegare i componenti elettrici. I circuiti in serie sono componenti collegati uno dopo l`altro, mentre in un circuito parallelo i componenti sono collegati in rami paralleli. Il modo in cui i resistori sono accoppiati determina come contribuiscono alla resistenza totale del circuito.

Passi

Metodo 1 di 4: Collegamento in serie

Immagine titolata Calculate Total Resistance in Circuits Step 1

1. Impara a riconoscere un circuito in serie. Un circuito in serie è un circuito singolo, senza rami. Tutti i resistori o altri componenti sono disposti in sequenza.

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2. Somma tutte le resistenze. In un circuito in serie, la resistenza totale è uguale alla somma di tutte le resistenze. La stessa corrente scorre attraverso ogni resistore, quindi ogni resistore si comporta come previsto.

Ad esempio, un circuito in serie ha una resistenza di 2 Ω (ohm), 5 Ω e 7 Ω. La resistenza totale del circuito è 2 + 5 + 7 = 14 Ω.

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3. Inizia invece con amperaggio e voltaggio. Se non sai quali sono i singoli valori di resistenza, puoi calcolarli usando la legge di Ohm: V = IR o tensione = corrente x resistenza. Il primo passo è determinare la corrente nel circuito e la tensione totale:

La corrente di un circuito in serie è la stessa in tutti i punti del circuito. Se sai qual è la corrente a un certo punto, puoi utilizzare quel valore nell`equazione.

La tensione totale è uguale alla tensione dell`alimentatore (la batteria). è non uguale alla tensione ai capi di un componente.

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4. Usa questi valori nella legge di Ohm. Riorganizzare V = IR per risolvere la resistenza: R = V / I (resistenza = tensione / corrente). Applicare i valori trovati a questa formula, per ottenere la resistenza totale.

Ad esempio, un circuito in serie è alimentato da una batteria da 12 volt e la corrente è pari a 8 ampere. La resistenza totale attraverso il circuito è quindi R_T = 12 volt / 8 ampere = 1,5 ohm.

Metodo 2 di 4: circuito in parallelo

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1. Capire cosa sono i circuiti paralleli. Un circuito parallelo si dirama in più percorsi, che poi convergono di nuovo. La corrente scorre attraverso ogni ramo del circuito.

Se il circuito ha resistori sul ramo principale (prima o dopo il ramo) o se sono presenti due o più resistori su un ramo, saltare alle istruzioni per un circuito combinato.

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2. Calcola la resistenza totale del resistore in ogni ramo. Poiché ogni resistore rallenta solo la corrente che passa attraverso un ramo, ha solo un piccolo effetto sulla resistenza totale del circuito. La formula per la resistenza totale R_T è

\frac{1}{R} T = \frac{1}{R} 1 + \frac{1}{R} 2 + \frac{1}{R} 3 + . . . \frac{1}{R} n

${frac{1}{R_{T}}}={frac{1}{R_{1}}}+{frac{1}{R_{2}}}+{frac{1}{R_ {3}}}+...{frac{1}{R_{n}}}$ , dove R₁ la resistenza è del primo ramo, R₂ la resistenza del secondo ramo, e così via, fino all`ultimo ramo R_n.

Ad esempio, un circuito in parallelo ha tre rami, con resistori da 10 Ω, 2 Ω e 1 Ω.
Usa la formula

\frac{1}{R} T = \frac{1}{10} + \frac{1}{2} + \frac{1}{1}

${frac{1}{R_{T}}}={frac{1}{10}}+{frac{1}{2}}+{frac{1}{1}}$ e risolvi per R_T:
Converti le frazioni al denominatore comune:

\frac{1}{R} T = \frac{1}{10} + \frac{5}{10} + \frac{10}{10}

${frac{1}{R_{T}}}={frac{1}{10}}+{frac{5}{10}}+{frac{10}{10}}$

\frac{1}{R} T = 1 + 5 + 10 10 = \frac{16}{10} = 1.6

${frac{1}{R_{T}}}={frac{1+5+10}{10}}={frac{16}{10}}=1,6$
Moltiplica entrambi i membri per R_T: 1 = 1.6R_T
R_T = 1 / 1.6 = 0.625 Ω.

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3. Inizia invece con la corrente e la tensione totali. Se non si conosce il valore delle singole resistenze, è necessario il valore della corrente e della tensione:

In un circuito parallelo, la tensione su un ramo è uguale alla tensione totale attraverso il circuito. Finché conosci la tensione su un ramo puoi continuare. La tensione totale è anche uguale alla tensione della fonte di alimentazione del circuito, come una batteria.

In un circuito parallelo, la corrente su ciascun ramo può essere diversa. tu hai il totale richiede corrente, altrimenti non puoi scoprire quale sia la resistenza totale.

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4. Usa questi valori nella legge di Ohm. Se conosci la corrente e la tensione totali sull`intero circuito, puoi trovare la resistenza totale usando la legge di Ohm: R = V / I.

Ad esempio, un circuito in parallelo ha una tensione di 9 volt e una corrente di 3 ampere. La resistenza totale R_T = 9 volt / 3 ampere = 3.

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5. Fai attenzione ai rami con resistenza pari a zero. Se un ramo di un circuito parallelo non ha resistenza, tutta la corrente scorre attraverso quel ramo. La resistenza del circuito è quindi zero ohm.

Nelle applicazioni pratiche, questo di solito significa che un resistore smette di funzionare o viene bypassato (cortocircuito) consentendo alla corrente più elevata di danneggiare altre parti del circuito.

Metodo 3 di 4: circuito combinato

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1. Dividi il tuo circuito in circuiti in serie e circuiti paralleli. Un circuito combinato ha un numero di componenti collegati in serie (uno dopo l`altro) e altri componenti collegati in parallelo (in rami diversi). Cerca le parti del tuo diagramma che possono essere semplificate in un circuito in serie o parallelo. Cerchia ciascuno di questi pezzi per aiutarti a ricordarli.

Ad esempio, un circuito ha un resistore da 1 e un resistore da 1,5 Ω collegati in serie. Dopo il secondo resistore, il circuito si divide in due rami paralleli, uno con un resistore da 5 e l`altro con un resistore da 3 Ω.
Cerchia i due rami paralleli per distinguerli dal resto del circuito.

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2. Trova la resistenza di ciascuna sezione parallela. Usa la formula della resistenza parallela

\frac{1}{R} T = \frac{1}{R} 1 + \frac{1}{R} 2 + \frac{1}{R} 3 + . . . \frac{1}{R} n

${frac{1}{R_{T}}}={frac{1}{R_{1}}}+{frac{1}{R_{2}}}+{frac{1}{R_ {3}}}+...{frac{1}{R_{n}}}$ per trovare la resistenza totale di una singola sezione parallela del circuito.

Il circuito di esempio ha due rami con resistenza R₁ = 5 Ω e R₂ = 3.

\frac{1}{R} P un R un l l e l = \frac{1}{5} + \frac{1}{3}

${frac{1}{R_{{parallelo}}}}={frac{1}{5}}+{frac{1}{3}}$

\frac{1}{R} P un R un l l e l = \frac{3}{15} + \frac{5}{15} = 3 + 5 15 = \frac{8}{15}

${frac{1}{R_{{parallelo}}}}={frac{3}{15}}+{frac{5}{15}}={frac{3+5}{15}} ={frac{8}{15}}$

R P un R un l l e l = \frac{15}{8} = 1.875

$R_{{parallelo}}={frac{15}{8}}=1.875$ Ω

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3. Semplifica il tuo diagramma. Una volta trovata la resistenza totale di una sezione parallela, puoi cancellare l`intera sezione nel diagramma. Tratta quella sezione come un filo singolo con una resistenza pari al valore che hai trovato.

Nell`esempio sopra, puoi ignorare i due rami e considerarli come un resistore da 1,875 Ω.

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4. Somma le resistenze della serie. Dopo aver sostituito ogni circuito parallelo con un singolo resistore, il tuo diagramma dovrebbe essere un singolo circuito: un circuito in serie. La resistenza totale di un circuito in serie è uguale alla somma di tutte le singole resistenze, quindi basta sommarle per ottenere la risposta.

Il diagramma semplificato ha una resistenza da 1 Ω, 1.5 Ω di resistenza e la sezione di 1,875 Ω appena calcolata. Questi sono tutti collegati in serie, quindi

R T = 1 + 1, 5 + 1, 875 = 4, 375

$R_{T}=1+1.5+1.875=4.375$ Ω.

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5. Usa la legge di Ohm per trovare i valori sconosciuti. Se non sai quale sia la resistenza in un determinato componente del tuo circuito, cerca comunque un modo per calcolarla. Se conosci la tensione V e la corrente I attraverso quel componente, determina la sua resistenza usando la legge di Ohm: R = V / I.

Metodo 4 di 4: Formule con potenza

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1. Impara la formula del potere. La potenza è il grado in cui il circuito consuma energia e il grado in cui fornisce energia a qualsiasi cosa alimenta il circuito (come una lampada). La potenza totale di un circuito è uguale al prodotto della tensione totale e della corrente totale. O sotto forma di equazione: P = VI.

Ricorda che quando risolvi questo per la resistenza totale, hai bisogno della potenza totale del circuito. Non basta conoscere la potenza che passa attraverso un componente.

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2. Determina la resistenza usando potenza e corrente. Conoscendo questi valori, puoi combinare le due formule per determinare la resistenza:

P = VI (potenza = tensione x corrente)

La legge di Ohm ci dice che V = IR.

Sostituisci IR con V nella prima formula: P = (IR)I = IR.

Riorganizzare per determinare la resistenza: R = P / I.

In un circuito in serie, la corrente su un componente è uguale alla corrente totale. Questo non si applica a un circuito parallelo.

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3. Determina la resistenza usando potenza e tensione. Se conosci solo la potenza e la tensione, puoi utilizzare lo stesso approccio per determinare la resistenza. Ricordarsi di utilizzare la piena tensione attraverso il circuito o la tensione della batteria che alimenta il circuito:

P = VI

Riordina la legge di Ohm in I: I = V / R.

Sostituisci V / R con I nella formula della potenza: P = V(V/R) = V/R.

Riorganizzare la formula per risolvere la resistenza: R = V/P.

In un circuito parallelo, la tensione attraverso un ramo è la stessa della tensione totale. Questo non è vero per un circuito in serie: la tensione su un componente non è uguale alla tensione totale.

Consigli

La potenza è misurata in watt (W).
La tensione è misurata in volt (V).
La corrente viene misurata in ampere (A) o in milliampere (mA). 1 lun = $1 * 10 - 3$ $1*10^{{-3}}$ A = 0,001 A.
La potenza P utilizzata in queste formule si riferisce alla misura diretta della potenza in un momento specifico. Se il circuito utilizza corrente alternata (AC), la potenza cambia continuamente. Gli elettricisti calcolano la potenza media dei circuiti CA utilizzando la formula P_media = VIcosθ, dove cosθ è il fattore di potenza del circuito.