Circuito in serie

Programmi: KS3, GCSE (Resistance), cycle 4, Sek I, AP2, IB B.5

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Obiettivo

Verificare che in un circuito in serie la corrente sia la stessa ovunque, e che le tensioni ai capi dei singoli elementi e le resistenze si sommino.

Il montaggio

Un generatore da 9 V, un amperometro e resistori da 100 Ω, 220 Ω e 470 Ω collegati in serie. Sopra ogni resistore c'è il suo voltmetro.

Procedimento

1. Annotare le letture dell'amperometro e dei tre voltmetri.
2. Sommare le tensioni ai capi dei resistori e confrontare la somma con la tensione del generatore.
3. Per ogni resistore calcolare la corrente \(I = U / R\) e confrontarla con la lettura dell'amperometro.
4. Calcolare la resistenza totale \(R = (U_1 + U_2 + U_3) / I\) e confrontarla con la somma \(R_1 + R_2 + R_3\).
5. Ridurre la tensione del generatore a 4,5 V e ripetere.

Risultato atteso

La corrente è di circa 11,4 mA. Le tensioni sono 1,14 V, 2,50 V e 5,35 V; la loro somma è circa 8,99 V — quasi tutta la tensione del generatore. \(U / R\) per tutti e tre i resistori dà gli stessi 11,4 mA. La resistenza totale è 8,99 V / 11,4 mA ≈ 790 Ω — la somma 100 + 220 + 470 Ω. Le tensioni si ripartiscono in proporzione alle resistenze. A 4,5 V le tensioni e la corrente si dimezzano, mentre i loro rapporti e la resistenza totale restano gli stessi.

Domande

1. Ai capi di quale resistore c'è la tensione maggiore, e perché?
2. Qual è la resistenza totale di due resistori da 100 Ω collegati in serie?

Risposte

1. Il resistore da 470 Ω, circa 5,35 V. La stessa corrente di circa 11,4 mA attraversa tutti e tre i resistori, quindi per \(U = I \cdot R\) la tensione è massima ai capi della resistenza maggiore.
2. In serie le resistenze si sommano: \(R = R_1 + R_2\) = 100 + 100 = 200 Ω.