⚡ Fondamenti di elettronica · Guida 04

Circuiti in serie e circuiti in parallelo

Serie e parallelo sono i due modi fondamentali di collegare componenti elettrici. Imparare a riconoscerli permette di capire come si distribuiscono corrente e tensione e di calcolare la resistenza equivalente di circuiti semplici e misti.

Livello: base Tempo di lettura: 18–22 min Area: Fondamenti

Come riconoscere serie e parallelo

🔗 Collegamento in serie

  • I componenti sono attraversati dalla stessa corrente.
  • Esiste un solo percorso per la corrente.
  • Le cadute di tensione si distribuiscono tra i componenti.

🌿 Collegamento in parallelo

  • I componenti condividono gli stessi due nodi.
  • Hanno la stessa tensione ai loro capi.
  • La corrente si divide tra i vari rami.
Regola da ricordare Serie = stessa corrente.
Parallelo = stessa tensione.

Nodi e percorsi della corrente

Un nodo è un insieme di punti collegati elettricamente tra loro senza componenti intermedi. Tutti i punti dello stesso nodo hanno, idealmente, lo stesso potenziale elettrico.

Schema di circuito con nodi evidenziati
Esempio schematico con nodi differenti.

Nei punti in cui il circuito si ramifica, la corrente può dividersi in più percorsi. Quando i rami si ricongiungono, le correnti tornano a sommarsi.

Suddivisione della corrente nei rami di un circuito
Un anticipo sulle leggi di Kirchhoff In un nodo, la somma delle correnti entranti è uguale alla somma delle correnti uscenti. Approfondiremo questa regola nella guida dedicata a nodi, rami, maglie e Leggi di Kirchhoff.

Circuiti in serie

Due o più componenti sono in serie quando sono collegati lungo lo stesso percorso e vengono attraversati dalla stessa corrente.

Tre resistenze collegate in serie

In un circuito con R1, R2 e R3 in serie esiste un solo percorso: la corrente attraversa R1, poi R2, poi R3 e infine ritorna alla sorgente.

Tensione in un circuito in serie La tensione della sorgente si distribuisce tra i componenti: la somma delle singole cadute di tensione è uguale alla tensione totale applicata.

Circuiti in parallelo

Due componenti sono in parallelo quando entrambi i loro terminali sono collegati agli stessi due nodi.

Tre resistenze collegate in parallelo

In questo caso la corrente può percorrere più rami distinti. Ogni resistore è sottoposto alla stessa tensione della sorgente, mentre la corrente totale è la somma delle correnti dei singoli rami.

Serie e parallelo a confronto

CaratteristicaSerieParallelo
CorrenteUguale in tutti i componentiSi divide tra i rami
TensioneSi divide tra i componentiUguale su ogni ramo
PercorsiUno soloDue o più
Resistenza equivalenteAumenta sommando resistoriDiventa minore del resistore più piccolo
Guasto apertoPuò interrompere tutto il circuitoGli altri rami possono continuare a funzionare

Resistenze in serie: resistenza equivalente

Per resistenze collegate in serie, la resistenza equivalente è semplicemente la somma di tutti i valori.

RT = R1 + R2 + R3 + … La resistenza totale aumenta aggiungendo resistori in serie.
Formula delle resistenze collegate in serie
Esempio Due resistenze da 10 kΩ in serie equivalgono a 20 kΩ. Se le alimentiamo con 10 V:

I = 10 V / 20 kΩ = 0,5 mA.

Resistenze in parallelo: resistenza equivalente

Nel parallelo aumentano i percorsi disponibili per la corrente. Per questo la resistenza equivalente risulta sempre inferiore alla più piccola delle resistenze presenti.

1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … Formula generale per resistori collegati in parallelo.

Per due sole resistenze possiamo utilizzare una formula più rapida:

RT = (R1 × R2) / (R1 + R2) Metodo “prodotto sulla somma”.
10 kΩ || 10 kΩ Due resistenze uguali in parallelo dimezzano il valore. RT = 5 kΩ
10 kΩ || 20 kΩ RT = (10 × 20) / (10 + 20) = 6,67 kΩ
Scorciatoia per resistenze identiche Se hai N resistenze tutte uguali a R collegate in parallelo: RT = R / N. Cinque resistenze da 10 kΩ in parallelo equivalgono quindi a 2 kΩ.

Circuiti misti serie-parallelo

Nella pratica moltissimi circuiti contengono contemporaneamente collegamenti in serie e in parallelo. Il metodo più semplice è ridurre il circuito un blocco alla volta.

Circuito misto con resistenze in serie e parallelo

Nell’esempio, R2 e R3 sono in parallelo tra loro, mentre R1 è in serie con la loro resistenza equivalente.

Esempio completo Supponiamo R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ e R3 = 2 kΩ. Prima riduciamo R2 || R3:

R23 = 1 kΩ.
Poi sommiamo R1:
RT = 1 kΩ + 1 kΩ = 2 kΩ.

Condensatori in serie e parallelo

Per i condensatori le regole sono, dal punto di vista matematico, l’opposto di quelle usate per le resistenze.

Condensatori in serie

Si usa la relazione reciproca:

1/CT = 1/C1 + 1/C2 + …

Due condensatori identici da 10 µF in serie equivalgono a 5 µF.

Condensatori in parallelo

Le capacità si sommano direttamente:

CT = C1 + C2 + …

Due condensatori da 100 µF in parallelo equivalgono a 200 µF.

Condensatori collegati in serie
Condensatori collegati in parallelo
Nota sulla tensione massima Mettere condensatori in serie può aumentare la tensione totale sopportabile dalla catena, ma nella pratica la tensione non si divide necessariamente in modo perfettamente uniforme. Nei circuiti reali possono essere necessarie resistenze di bilanciamento.

Induttori in serie e parallelo

Se possiamo trascurare l’accoppiamento magnetico reciproco, gli induttori seguono regole analoghe alle resistenze:

  • Serie: LT = L1 + L2 + …
  • Parallelo: 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + …
Attenzione all’accoppiamento magnetico Se due induttori sono fisicamente vicini, i loro campi magnetici possono interagire. In quel caso il semplice calcolo serie/parallelo può non essere sufficiente.

Esperimenti pratici con il multimetro

Esperimento 1 · Resistenze in serie

2–5 resistenze da 10 kΩ Multimetro Breadboard
  1. Misura una singola resistenza da 10 kΩ.
  2. Aggiungine una seconda in serie.
  3. Misura nuovamente: dovresti leggere circa 20 kΩ.
  4. Continua con tre, quattro e cinque resistenze.
Esperimento con resistenze in serie su breadboard

Esperimento 2 · Resistenze in parallelo

2–5 resistenze da 10 kΩ Multimetro Breadboard

Collegando resistori identici da 10 kΩ in parallelo dovresti misurare circa:

  • 2 resistori → 5 kΩ
  • 3 resistori → 3,33 kΩ
  • 4 resistori → 2,5 kΩ
  • 5 resistori → 2 kΩ
Esperimento con resistenze in parallelo su breadboard
Perché le misure non sono perfette? I resistori hanno una tolleranza. Un resistore nominale da 10 kΩ può misurare leggermente di più o di meno senza essere difettoso.