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Resistenze in serie e in parallelo: formule ed esempi svolti

Resistenze in serie e in parallelo: formule R = R1 + R2 e 1/R, scorciatoia per due resistenze, circuiti misti, collegare i LED e ottenere valori che non hai.

Calcolare le resistenze in serie e in parallelo significa ridurre più resistenze a un'unica resistenza equivalente per trovare la resistenza totale, la corrente e le tensioni del circuito. La regola sta in due righe: in serie i valori si sommano (R = R1 + R2 + …), in parallelo si sommano i loro reciproci (1/R = 1/R1 + 1/R2 + …). Il totale in serie è sempre maggiore della resistenza più grande, quello in parallelo sempre minore della più piccola. Con queste due formule puoi scegliere la resistenza per una fila di LED, ottenere con due resistenze un valore che non hai e risolvere un circuito misto su carta.

In questa guida vedrai prima la differenza tra i due tipi di collegamento, poi la scorciatoia “prodotto diviso somma” per due resistenze in parallelo, la ripartizione di corrente e tensione, la distribuzione della potenza e la risoluzione passo passo di un circuito misto. Dopo imparerai a ottenere valori che non esistono nella serie E12, a decidere se i LED vanno collegati in serie o in parallelo e a misurare le tensioni di un circuito in serie con Arduino, ESP32 e Raspberry Pi Pico. Per controllare velocemente i tuoi calcoli usa il calcolatore di resistenze in serie e parallelo, e per trovare il valore normalizzato più vicino lo strumento dei valori standard.

Resistenza
Resistenze da 1/4 W usate nei progetti su breadboard: collegate in serie o in parallelo danno valori che il tuo kit non ha.

Collegamento in serie e in parallelo: che differenza c'è?

Nel collegamento in serie le resistenze sono messe una dopo l'altra, come gli anelli di una catena. La corrente ha un solo percorso, quindi in ogni resistenza della catena scorre la stessa corrente, mentre la tensione del generatore si divide tra di esse. Nel collegamento in parallelo i due capi di ogni resistenza sono collegati agli stessi due punti, proprio come una strada che si divide in più corsie. Ai capi di ogni resistenza c'è la stessa tensione e la corrente si divide tra i rami. Pensa ai tubi dell'acqua: mettere tubi stretti uno dopo l'altro rende più difficile il passaggio dell'acqua e la resistenza aumenta; aggiungere tubi uno accanto all'altro apre nuove strade e la resistenza diminuisce.

CaratteristicaSerieParallelo
FormulaR = R1 + R2 + R3 + …1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
Resistenza totaleMaggiore della resistenza più grandeMinore della resistenza più piccola
CorrenteUguale in ogni resistenzaSi divide tra i rami in modo inverso alla resistenza
TensioneSi divide in proporzione alla resistenzaUguale ai capi di ogni resistenza
Se una resistenza si interrompeSi ferma tutto il circuitoSi ferma solo quel ramo
n resistenze uguali (R)n × RR / n
Uso tipicoPartitore di tensione, limitare la corrente di un LED, aumentare un valoreRidurre un valore, aumentare la potenza sopportabile, rami di LED separati

Calcolo delle resistenze in serie: R = R1 + R2 + …

La resistenza equivalente in serie è semplicemente la somma dei valori. Collegando 220 Ω e 330 Ω uno dopo l'altro ottieni 550 Ω; tre resistenze da 1 kΩ in serie danno 3 kΩ. L'unica cosa a cui fare attenzione sono le unità: per sommare 4,7 kΩ e 330 Ω converti entrambi in ohm (4700 + 330 = 5030 Ω) oppure scrivili entrambi in kiloohm (4,7 + 0,33 = 5,03 kΩ). In serie domina la resistenza grande: aggiungere 100 Ω a 10 kΩ cambia il totale solo dell'1%. Per questo le resistenze in serie sono comodissime per alzare un valore a piccoli passi.

In un circuito in serie la tensione del generatore si divide tra le resistenze in proporzione ai loro valori: Vx = V × Rx / Rtot. Per esempio, 1 kΩ, 2,2 kΩ e 3,3 kΩ in serie a 5 V fanno in tutto 6,5 kΩ, quindi scorrono 5 / 6,5 ≈ 0,77 mA. Questa corrente provoca una caduta di 0,77 V sulla 1 kΩ, di 1,69 V sulla 2,2 kΩ e di 2,54 V sulla 3,3 kΩ, e insieme fanno di nuovo 5 V. La versione a due resistenze si chiama partitore di tensione ed è la base per leggere i sensori e ridurre un segnale da 5 V a 3,3 V. Trovi i dettagli nella guida al partitore di tensione e, per un calcolo veloce, c'è lo strumento partitore di tensione.

Calcolo delle resistenze in parallelo: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …

In parallelo ogni resistenza apre un nuovo percorso alla corrente. Per questo non si sommano le resistenze, ma i loro reciproci, che indicano con quanta facilità lasciano passare la corrente. Questo reciproco si chiama conduttanza (G = 1/R, si misura in siemens). Il calcolo ha tre passi: fai il reciproco di ogni resistenza, somma i reciproci e poi fai il reciproco della somma. Per esempio, con 1 kΩ, 2,2 kΩ e 4,7 kΩ in parallelo, lavorando in kiloohm, 1/1 + 1/2,2 + 1/4,7 = 1 + 0,4545 + 0,2128 = 1,6673; il reciproco è 1 / 1,6673 ≈ 0,600 kΩ, cioè circa 600 Ω. Come previsto, il risultato è minore della resistenza più piccola, quella da 1 kΩ.

In parallelo, invece, domina la resistenza piccola. Mettendo 10 kΩ e 100 Ω in parallelo ottieni 99 Ω: la resistenza grande è quasi come se non ci fosse. È così che si abbassa un valore a piccoli passi: mettere in parallelo una resistenza dieci volte più grande riduce il valore di circa il 9% (R ∥ 10R = R × 10/11). Con n resistenze uguali in parallelo il risultato è R / n: due da 10 kΩ danno 5 kΩ, quattro da 1 kΩ danno 250 Ω.

Scorciatoia per due resistenze in parallelo: prodotto diviso somma

Se le resistenze in parallelo sono solo due non servono i reciproci: R = (R1 × R2) / (R1 + R2), cioè “prodotto diviso somma”. Per 220 Ω e 330 Ω ottieni 72.600 / 550 = 132 Ω; per 1 kΩ e 2,2 kΩ, 2,2 / 3,2 = 0,6875 kΩ = 687,5 Ω. Questa formula vale solo per due resistenze. Se in parallelo ce ne sono tre o più, combinane prima due e poi applica di nuovo prodotto diviso somma con la terza, oppure usa direttamente la formula 1/R. La tabella mostra i risultati delle coppie che incontrerai più spesso sulla breadboard:

R1R2Serie (R1 + R2)Parallelo (R1 ∥ R2)
100 Ω100 Ω200 Ω50 Ω
220 Ω220 Ω440 Ω110 Ω
220 Ω330 Ω550 Ω132 Ω
1 kΩ1 kΩ2 kΩ500 Ω
1 kΩ2,2 kΩ3,2 kΩ687,5 Ω
4,7 kΩ4,7 kΩ9,4 kΩ2,35 kΩ
10 kΩ10 kΩ20 kΩ5 kΩ
10 kΩ100 Ω10,1 kΩ99 Ω
Verifica sempre il risultato: il totale in serie deve essere maggiore della resistenza più grande e il risultato in parallelo minore della più piccola. Due resistenze uguali in parallelo danno esattamente la metà. Se il tuo risultato in parallelo supera la resistenza più piccola, con ogni probabilità hai dimenticato di fare il reciproco della somma.

Come si dividono corrente e tensione

In un circuito in serie la corrente è la stessa ovunque e la tensione si divide in proporzione diretta alla resistenza; la resistenza più grande riceve la tensione più alta. In parallelo succede il contrario: la tensione è la stessa in ogni ramo e la corrente si divide in modo inverso alla resistenza, quindi la resistenza più piccola assorbe la corrente maggiore. Per due rami in parallelo la formula del partitore di corrente è I1 = I × R2 / (R1 + R2); attenzione, al numeratore c'è la resistenza dell'altro ramo, non la propria. Per esempio, 1 kΩ e 4,7 kΩ in parallelo a 5 V equivalgono a 824,6 Ω e assorbono 6,06 mA dal generatore. Di questi, 6,06 × 4,7 / 5,7 = 5 mA passano nella 1 kΩ e i restanti 1,06 mA nella 4,7 kΩ. Calcolando ogni ramo separatamente con la legge di Ohm (5 V / R) ottieni esattamente gli stessi valori.

La stessa ripartizione vale per la potenza e decide quale resistenza si scalda. In serie scorre la stessa corrente, quindi secondo P = I² × R è la resistenza più grande a dissipare più potenza. In parallelo la tensione è la stessa, quindi secondo P = V² / R si scalda di più la resistenza più piccola. Nella tabella vedi quanto diverso è il carico delle stesse due resistenze a 5 V in serie e in parallelo:

CollegamentoResistenzaCorrenteTensionePotenza
Serie100 Ω4,55 mA0,45 V2,1 mW
Serie1 kΩ4,55 mA4,55 V20,7 mW
Parallelo100 Ω50 mA5 V250 mW (al limite di 1/4 W)
Parallelo1 kΩ5 mA5 V25 mW

I collegamenti in serie e in parallelo servono anche ad aumentare la potenza sopportabile. Due resistenze uguali da 1/4 W reggono in tutto 1/2 W, sia in serie sia in parallelo, perché la potenza si divide in parti uguali. Se ti serve per esempio una 110 Ω da 1/2 W, puoi mettere due 220 Ω in parallelo. Collegando quattro resistenze da 100 Ω in due coppie in serie e mettendo le coppie in parallelo hai ancora 100 Ω, ma in grado di reggere 1 W. Se i valori non sono uguali, nemmeno la potenza si divide in parti uguali: in quel caso devi calcolare a parte la resistenza più caricata.

Risolvere un circuito misto passo passo

Nei circuiti reali serie e parallelo si trovano quasi sempre insieme. Ecco il nostro esempio: la corrente di un alimentatore da 12 V attraversa prima R1 = 100 Ω e poi si divide in due rami. Nel primo ramo ci sono R2 = 330 Ω e R3 = 270 Ω in serie, nel secondo solo R4 = 1,2 kΩ; i due rami si riuniscono e tornano a GND. Il metodo è sempre lo stesso: parti dal gruppo più interno, riduci il circuito a una sola resistenza e poi torna indietro distribuendo correnti e tensioni.

  1. Combina il gruppo in serie interno: R2 + R3 = 330 + 270 = 600 Ω. Il primo ramo ora si comporta come un'unica resistenza da 600 Ω.
  2. Combina i rami in parallelo: 600 Ω ∥ 1200 Ω = (600 × 1200) / (600 + 1200) = 720.000 / 1800 = 400 Ω.
  3. Aggiungi la resistenza in serie rimasta: Rtot = R1 + 400 = 100 + 400 = 500 Ω.
  4. Trova la corrente totale: I = V / R = 12 / 500 = 0,024 A = 24 mA. Tutta questa corrente passa in R1.
  5. Distribuisci le tensioni: su R1 cadono 24 mA × 100 Ω = 2,4 V; ai capi del blocco in parallelo restano 12 − 2,4 = 9,6 V.
  6. Trova le correnti dei rami: il primo ramo assorbe 9,6 / 600 = 16 mA e il secondo 9,6 / 1200 = 8 mA. 16 + 8 = 24 mA, quindi la corrente totale torna.
  7. Trova le tensioni dentro il ramo: su R2 cadono 16 mA × 330 Ω = 5,28 V e su R3 16 mA × 270 Ω = 4,32 V; insieme fanno di nuovo 9,6 V.
ResistenzaValoreCorrenteTensionePotenza
R1100 Ω24 mA2,4 V57,6 mW
R2330 Ω16 mA5,28 V84,5 mW
R3270 Ω16 mA4,32 V69,1 mW
R41,2 kΩ8 mA9,6 V76,8 mW
Totale500 Ω24 mA12 V288 mW

Puoi verificare il risultato con due leggi. Lungo qualsiasi percorso dal generatore a GND le tensioni devono sommarsi a 12 V: 2,4 + 5,28 + 4,32 = 12 V e 2,4 + 9,6 = 12 V. Inoltre le correnti che entrano in un nodo devono essere uguali a quelle che escono: 24 mA = 16 mA + 8 mA. Sono la legge delle maglie e la legge dei nodi di Kirchhoff, spiegate in dettaglio nella guida alle leggi di Kirchhoff. L'ultimo controllo è la potenza: le quattro resistenze dissipano in tutto 288 mW, esattamente i 12 V × 24 mA = 288 mW forniti dal generatore. Ogni resistenza resta ben sotto 1/4 W, quindi bastano resistenze normali.

Come ottenere un valore di resistenza che non hai

Le resistenze non si producono in qualsiasi valore; si vendono a gradini normalizzati chiamati serie E. La più diffusa, la E12, ha 12 valori per decade: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 e 82 (e i loro multipli per 10, 100, 1000…). La serie E24 aggiunge in mezzo 11, 13, 16, 20, 24, 30, 36, 43, 51, 62, 75 e 91. Se il tuo calcolo dà 300 Ω o 4 kΩ e nel kit non hai quel valore, hai due strade: arrotondare al valore normalizzato più vicino oppure collegare due resistenze in serie o in parallelo per ottenere il valore esatto. Il valore normalizzato più vicino te lo mostra lo strumento dei valori standard.

Valore desideratoSoluzione in serieSoluzione in parallelo
200 Ω100 Ω + 100 Ω = 200 Ω220 Ω ∥ 2,2 kΩ = 200 Ω
300 Ω150 Ω + 150 Ω = 300 Ω330 Ω ∥ 3,3 kΩ = 300 Ω
2 kΩ1 kΩ + 1 kΩ = 2 kΩ2,2 kΩ ∥ 22 kΩ = 2 kΩ
4 kΩ3,9 kΩ + 100 Ω = 4 kΩ4,7 kΩ ∥ 27 kΩ ≈ 4,003 kΩ (+0,08%)
5 kΩ4,7 kΩ + 270 Ω = 4,97 kΩ (−0,6%)10 kΩ ∥ 10 kΩ = 5 kΩ
6 kΩ2,7 kΩ + 3,3 kΩ = 6 kΩ10 kΩ ∥ 15 kΩ = 6 kΩ
7,5 kΩ6,8 kΩ + 680 Ω = 7,48 kΩ (−0,27%)15 kΩ ∥ 15 kΩ = 7,5 kΩ

Nella tabella salta all'occhio uno schema: mettere una resistenza in parallelo con una dieci volte più grande porta il suo valore a esattamente 10/11; ecco perché 220 Ω ∥ 2,2 kΩ = 200 Ω e 330 Ω ∥ 3,3 kΩ = 300 Ω tornano precisi. Non dimenticare la tolleranza: combinando due resistenze al 5%, anche il risultato può scostarsi del 5% nel caso peggiore, anche se spesso gli errori si compensano in parte. Per questo una differenza di calcolo dello 0,1% è trascurabile rispetto alla tolleranza della resistenza stessa. Il programma qui sotto prova tutte le coppie E12 tra 10 Ω e 8,2 MΩ e scrive nel Monitor Seriale le coppie in serie e in parallelo più vicine al tuo obiettivo:

Arduino (C++)
1// Hedef değere en yakın seri / paralel E12 çiftini bulur
2// Finds the series / parallel E12 pair closest to a target value
3const float E12[12] = {1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2};
4const float TARGET = 4000.0;     // istenen direnç (ohm) / wanted resistance (ohms)
5const int COUNT = 72;            // 10 ohm ... 8.2 Mohm, 6 onluk / 6 decades
6
7float valueAt(int i) {           // i. standart değer / i-th standard value
8  float decade = 10.0;
9  for (int d = 0; d < i / 12; d++) decade *= 10.0;
10  return E12[i % 12] * decade;
11}
12
13void printPair(const char *label, const char *sign, float a, float b, float r) {
14  Serial.print(label);
15  Serial.print(a, 0);
16  Serial.print(sign);
17  Serial.print(b, 0);
18  Serial.print(" = ");
19  Serial.print(r, 1);
20  Serial.print(" ohm, hata / error: ");
21  Serial.print((r - TARGET) / TARGET * 100.0, 2);
22  Serial.println(" %");
23}
24
25void setup() {
26  Serial.begin(9600);
27  while (!Serial) {}                 // Pico gibi USB'li kartlarda Seri Monitör'ü bekle / wait for the Serial Monitor on native USB boards like the Pico
28  float bestS = 0, sA = 0, sB = 0;     // en iyi seri / best series
29  float bestP = 0, pA = 0, pB = 0;     // en iyi paralel / best parallel
30
31  for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
32    for (int j = i; j < COUNT; j++) {
33      float a = valueAt(i);
34      float b = valueAt(j);
35      float s = a + b;                 // seri: R1 + R2 / series
36      float p = a * b / (a + b);       // paralel: çarpım / toplam / parallel: product over sum
37      if (fabs(s - TARGET) < fabs(bestS - TARGET)) { bestS = s; sA = a; sB = b; }
38      if (fabs(p - TARGET) < fabs(bestP - TARGET)) { bestP = p; pA = a; pB = b; }
39    }
40  }
41  printPair("Seri / Series: ", " + ", sA, sB, bestS);
42  printPair("Paralel / Parallel: ", " || ", pA, pB, bestP);
43}
44
45void loop() {
46}

Se lasci TARGET a 4000, il Monitor Seriale mostra le righe “100 + 3900 = 4000.0 ohm” e “4700 || 27000 = 4003.2 ohm, hata / error: 0.08 %”. Il programma esegue il calcolo una sola volta, dentro setup(); per rivedere il risultato resetta la scheda, e ricordati di impostare il Monitor Seriale a 9600 baud. Dato che il codice non usa alcun hardware, funziona senza modifiche su Arduino Uno, Nano, ESP32 e su un Raspberry Pi Pico programmato con il core Arduino. Sulle schede come il Pico, con l'USB collegata direttamente al processore, la riga while (!Serial) fa aspettare il programma finché non apri il Monitor Seriale: così non perdi il risultato, che viene scritto una sola volta. Su Uno ed ESP32 questa riga non aspetta affatto.

I LED vanno collegati in serie o in parallelo?

Se usi più di un LED hai due possibilità. Sulle schede che funzionano a 5 V o 3,3 V la soluzione più sicura è dare a ogni LED la sua resistenza e collegare in parallelo queste coppie LED-resistenza. Non collegare mai più LED in parallelo dietro un'unica resistenza in comune. Anche LED dello stesso colore e modello hanno tensioni dirette (Vf) che differiscono di qualche decina di millivolt; il LED con la tensione diretta più bassa si prende gran parte della corrente, si scalda di più e, scaldandosi, la sua tensione diretta scende ancora. Il risultato è un LED molto più luminoso degli altri che col tempo si guasta.

In serie, invece, in tutti i LED scorre per forza la stessa corrente; così la luminosità è uguale e basta una sola resistenza. La formula si estende con il numero di LED: R = (Vs − n × Vf) / I. Per esempio, per alimentare tre LED bianchi (Vf ≈ 3,1 V) con un alimentatore da 12 V ottieni R = (12 − 9,3) / 0,02 = 135 Ω; con il valore normalizzato successivo, 150 Ω, la corrente è di circa 18 mA. Le strisce LED da 12 V in commercio sono fatte proprio così: tre LED e una resistenza formano un gruppo in serie, e questi gruppi sono collegati in parallelo lungo la striscia. La condizione per il collegamento in serie è una tensione di alimentazione nettamente più alta della somma delle tensioni dirette. Con due LED rossi (2 × 2 V = 4 V) sui 5 V di Arduino, sulla resistenza resta solo 1 V, e anche piccole differenze di tensione diretta cambiano la corrente fino al 20%. I 3,3 V di ESP32 e Pico non bastano proprio ad accendere due LED rossi in serie.

AlimentazioneLEDCollegamentoResistenzaCorrente
5 V (pin di Arduino)1 rossoLED singolo + resistenza330 Ω≈ 9 mA
5 V (pin di Arduino)2 rossiIn serie, una resistenza100 Ω≈ 10 mA (solo 1 V di margine)
5 V (pin di Arduino)2 rossiIn parallelo, una resistenza per LED2 × 330 Ω≈ 18 mA in totale
3,3 V (ESP32, Pico)2 rossiIn serie—Non si accendono: 4 V > 3,3 V
Alimentatore 12 V (tramite transistor)3 bianchiIn serie, una resistenza150 Ω≈ 18 mA
Alimentatore 12 V3 bianchiIn parallelo, una resistenza in comune—Sbagliato: la corrente non si divide in parti uguali
Se piloti LED in parallelo da un pin di Arduino, tieni conto del limite del pin: due LED rossi con una resistenza da 330 Ω ciascuno assorbono in tutto circa 18 mA, molto vicino ai 20 mA consigliati per Arduino Uno. Per più LED collega ogni LED a un pin diverso oppure pilotali con un transistor. Perché un LED non va mai collegato senza resistenza lo spieghiamo in Cos'è un LED?, mentre la resistenza per un singolo LED la calcoli con il calcolatore di resistenza per LED.

Misura con Arduino come si divide la tensione in un circuito in serie

Il modo migliore per vedere che le formule funzionano davvero è misurare. Collega in serie sulla breadboard tre resistenze da 1 kΩ, 2,2 kΩ e 3,3 kΩ: l'estremo superiore della catena va al pin di alimentazione, quello inferiore a GND. Porta il punto in cui si incontrano R1 e R2 (nodo A) al primo ingresso analogico e il punto tra R2 e R3 (nodo B) al secondo. La scheda legge la tensione dei due nodi, ricava dalle differenze la tensione su ogni resistenza e stampa i risultati accanto ai valori calcolati.

Punto del circuitoArduino UnoESP32Raspberry Pi Pico
Estremo superiore di R1 (alimentazione)5V3V33V3(OUT), pin 36
Nodo A (giunzione R1–R2)A0GPIO 34GP26 (ADC0), pin 31
Nodo B (giunzione R2–R3)A1GPIO 35GP27 (ADC1), pin 32
Estremo inferiore di R3GNDGNDGND, pin 38
Arduino (C++)
1// Seri devrede gerilim paylaşımı / Voltage sharing in a series circuit
2// 5V -> R1 (1k) -> A0 -> R2 (2.2k) -> A1 -> R3 (3.3k) -> GND
3const float V_SUPPLY = 5.0;      // besleme gerilimi / supply voltage
4const float R1_OHM = 1000.0;     // üst direnç / top resistor
5const float R2_OHM = 2200.0;     // orta direnç / middle resistor
6const float R3_OHM = 3300.0;     // alt direnç / bottom resistor
7const int PIN_A = A0;            // R1-R2 birleşimi / R1-R2 junction
8const int PIN_B = A1;            // R2-R3 birleşimi / R2-R3 junction
9
10void setup() {
11  Serial.begin(9600);
12}
13
14void loop() {
15  float vA = analogRead(PIN_A) * V_SUPPLY / 1023.0;   // A noktası / node A
16  float vB = analogRead(PIN_B) * V_SUPPLY / 1023.0;   // B noktası / node B
17
18  float rTotal = R1_OHM + R2_OHM + R3_OHM;            // seri: R = R1 + R2 + R3 / series total
19  float iCalc = V_SUPPLY / rTotal * 1000.0;           // hesaplanan akım (mA) / calculated current (mA)
20  float iMeas = (V_SUPPLY - vA) / R1_OHM * 1000.0;    // R1 üzerinden ölçülen akım (mA) / current measured over R1 (mA)
21
22  // Her direncin gerilimi: ölçülen ve hesaplanan / Voltage of each resistor: measured and calculated
23  Serial.print(F("V_R1 = "));
24  Serial.print(V_SUPPLY - vA, 2);
25  Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R1_OHM / 1000.0, 2);
26  Serial.print(F(")  V_R2 = "));
27  Serial.print(vA - vB, 2);
28  Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R2_OHM / 1000.0, 2);
29  Serial.print(F(")  V_R3 = "));
30  Serial.print(vB, 2);
31  Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R3_OHM / 1000.0, 2);
32  Serial.println(F(")"));
33
34  Serial.print(F("I hesap / calc = "));
35  Serial.print(iCalc, 3);
36  Serial.print(F(" mA   I olcum / measured = "));
37  Serial.print(iMeas, 3);
38  Serial.println(F(" mA"));
39  Serial.println();
40  delay(2000);
41}

A 5 V la resistenza totale del circuito è 6,5 kΩ e la corrente 0,769 mA; nel Monitor Seriale dovresti vedere circa 0,77 V su R1, 1,69 V su R2 e 2,54 V su R3. I valori tra parentesi sono i risultati calcolati. La corrente misurata si ottiene dividendo la tensione su R1 per 1 kΩ; poiché in un circuito in serie la stessa corrente attraversa tutte le resistenze, basta questa sola misura. Le piccole differenze dipendono soprattutto dalla tolleranza delle resistenze, dall'1 al 5%. Il riferimento dell'ADC di Arduino è la stessa linea a 5 V, quindi una tensione USB di 4,9 o 5,1 V non cambia i rapporti, anche se le tensioni assolute misurate con il multimetro possono differire di tanto. Anche la scelta di valori nell'ordine dei kiloohm ha un motivo: l'ADC di Arduino Uno richiede che il punto misurato abbia un'impedenza inferiore a circa 10 kΩ, e una catena di resistenze da 1 MΩ renderebbe le letture instabili.

Lo stesso esperimento con ESP32 e Raspberry Pi Pico

Sull'ESP32 alimenta lo stesso circuito dal pin 3V3 e collega le due giunzioni a GPIO 34 e GPIO 35. Questi pin funzionano solo come ingressi e appartengono all'unità ADC1, che resta utilizzabile anche con il Wi-Fi attivo. Nel codice imposta V_SUPPLY a 3.3 e PIN_A e PIN_B a 34 e 35, e sostituisci le espressioni analogRead(...) * V_SUPPLY / 1023.0 con analogReadMilliVolts(PIN_A) / 1000.0 e analogReadMilliVolts(PIN_B) / 1000.0. Questa funzione usa la calibrazione di fabbrica dell'ESP32, restituisce la tensione direttamente in millivolt e, con l'attenuazione predefinita di 11 dB, misura all'incirca da 150 a 3100 mV. A 3,3 V la corrente scende a 0,508 mA; dovresti vedere circa 2,79 V sul nodo A e 1,68 V sul nodo B. Poiché questa misura non è proporzionale all'alimentazione, i risultati sono più precisi se in V_SUPPLY scrivi la tensione reale che misuri con il multimetro sul pin 3V3. Sul Raspberry Pi Pico lo stesso esperimento in MicroPython è questo:

MicroPython
1from machine import ADC
2import time
3
4V_SUPPLY = 3.3                        # Pico 3V3(OUT) gerilimi / Pico 3V3(OUT) voltage
5R1, R2, R3 = 1000, 2200, 3300         # seri dirençler (ohm) / series resistors (ohms)
6adc_a = ADC(26)                       # GP26 = ADC0, A noktası / node A
7adc_b = ADC(27)                       # GP27 = ADC1, B noktası / node B
8
9r_total = R1 + R2 + R3                # R = R1 + R2 + R3
10i_calc = V_SUPPLY / r_total * 1000    # hesaplanan akım (mA) / calculated current (mA)
11
12while True:
13    v_a = adc_a.read_u16() * V_SUPPLY / 65535
14    v_b = adc_b.read_u16() * V_SUPPLY / 65535
15    i_meas = (V_SUPPLY - v_a) / R1 * 1000      # R1 üzerinden ölçülen akım / current measured over R1
16    print("V_R1 = {:.2f} V  V_R2 = {:.2f} V  V_R3 = {:.2f} V".format(V_SUPPLY - v_a, v_a - v_b, v_b))
17    print("I hesap / calc = {:.3f} mA  I olcum / measured = {:.3f} mA".format(i_calc, i_meas))
18    time.sleep(2)

L'ADC del Pico restituisce con read_u16() un valore da 0 a 65535 e il suo riferimento è la linea a 3,3 V, quindi moltiplicando il valore grezzo per 3,3 e dividendolo per 65535 ottieni la tensione. GP26 e GP27 sono i canali ADC0 e ADC1 del Pico. Se non hai ancora configurato il tuo Pico, segui i passi con Thonny in Cos'è il Raspberry Pi Pico?. Su tutte e tre le schede il quadro è lo stesso: la corrente è uguale in ogni resistenza, le tensioni sono proporzionali ai valori e la loro somma è uguale alla tensione di alimentazione.

Errori comuni e soluzioni

ErroreCosa succedeLa cosa giusta
Non fare il reciproco della somma nel calcolo in paralleloPer 1 kΩ ∥ 1 kΩ esce “2”Fai il reciproco della somma: 1 / 2 = 0,5 kΩ = 500 Ω
Applicare prodotto diviso somma a tre resistenze insiemeUn risultato senza senso in cui non tornano nemmeno le unitàCombina prima due resistenze, poi il risultato con la terza
Mescolare kΩ e Ω nello stesso calcoloErrori grossolani, come 1 k + 220 = 221Converti tutto in ohm: 1000 + 220 = 1220 Ω
Inserire i due terminali di una resistenza nella stessa fila della breadboardLa resistenza è in cortocircuito e si comporta come se non ci fosseMetti i terminali in file diverse
Misurare una resistenza montata nel circuitoI percorsi in parallelo fanno leggere un valore più bassoTogli l'alimentazione, scollega un terminale e misura
Usare una sola resistenza in comune per LED in paralleloUn LED diventa troppo luminoso e col tempo si guastaDai a ogni LED la sua resistenza
Non calcolare come si divide la potenzaLa resistenza piccola di un ramo in parallelo si surriscalda e si annerisceCalcola P = V² / R o P = I² × R per ogni resistenza
Misura una combinazione con il multimetro prima di montarla nel circuito: vedrai se le resistenze in serie o in parallelo danno davvero il valore che ti aspetti. Spieghiamo come usare il multimetro in come usare il multimetro e come sono collegate all'interno le file della breadboard in Cos'è una breadboard?. Per leggere il valore di una resistenza dalle fasce colorate sul corpo ti aiuta lo strumento del codice colori delle resistenze.

Idee di progetto con resistenze in serie e in parallelo

  • Semaforo: collega i LED rosso, giallo e verde a pin separati con resistenze separate; ogni coppia LED-resistenza lavora nel proprio ramo. Il montaggio è nella guida al semaforo con Arduino.
  • Cinque pulsanti su un solo pin analogico: costruisci una scala di resistenze in serie; ogni pulsante porta una tensione diversa ad A0 e analogRead ti dice quale è stato premuto. Per le basi guarda come collegare un pulsante ad Arduino.
  • Luce notturna: collega una LDR in serie a una resistenza fissa per formare un partitore di tensione e accendi un LED automaticamente al buio. I dettagli sono nella guida al sensore di luce LDR.
  • Voltmetro digitale: i moduli sensore di tensione in commercio usano un partitore da 30 kΩ e 7,5 kΩ per far misurare ad Arduino fino a 25 V; se non hai una 7,5 kΩ, metti due 15 kΩ in parallelo. Il progetto è in costruire un voltmetro con Arduino.
  • Miscelare colori con un LED RGB: i canali rosso, verde e blu hanno tensioni dirette diverse, quindi calcola una resistenza per ciascuno; trovi esempi nella guida al LED RGB.
  • Indicatore del livello della batteria: dimezza la tensione di una cella Li-ion da 4,2 V con due resistenze uguali da 100 kΩ e leggila su un ingresso analogico dell'ESP32; valori così alti assorbono solo 21 µA dalla batteria, e un condensatore da 100 nF sull'ingresso rende stabile la lettura.

Il calcolo delle resistenze in serie e in parallelo è il naturale seguito della legge di Ohm: prima riduci il circuito a un'unica resistenza equivalente, poi ridistribuisci corrente e tensione. Quando queste due formule ti saranno familiari potrai ottenere valori che non hai, collegare correttamente file di LED e sapere in anticipo quale resistenza si scalderà. Per ripassare le basi leggi la legge di Ohm e Cos'è una resistenza?. Nell'app BlueGrays trovi progetti come accendere un LED, due LED, semaforo, luci in sequenza e misura della luce con LDR per Arduino, ESP32 e Pico, ognuno con schema elettrico e codice passo passo.

Domande frequenti

Come si calcolano le resistenze in serie e in parallelo?

In serie i valori si sommano: R = R1 + R2 + … In parallelo si sommano i reciproci (1/R = 1/R1 + 1/R2 + …) e il reciproco di questa somma è la resistenza equivalente. Per esempio, 1 kΩ e 2,2 kΩ danno 3,2 kΩ in serie e circa 687 Ω in parallelo.

Come si calcolano due resistenze in parallelo?

Per due resistenze si usa la scorciatoia “prodotto diviso somma”: R = (R1 × R2) / (R1 + R2). Per esempio, 220 Ω e 330 Ω in parallelo danno 72.600 / 550 = 132 Ω. Due resistenze uguali in parallelo danno esattamente la metà del valore di una sola.

Perché la resistenza totale diminuisce in parallelo?

Ogni resistenza aggiunta in parallelo apre un nuovo percorso alla corrente, quindi a parità di tensione il generatore fornisce più corrente. Poiché le conduttanze (1/R) si sommano, la resistenza equivalente è sempre minore anche della resistenza più piccola. 10 kΩ e 100 Ω in parallelo danno circa 99 Ω.

Come si dividono corrente e tensione in un circuito in serie?

Un circuito in serie ha un solo percorso, quindi la corrente è la stessa in tutte le resistenze. La tensione si divide in proporzione alla resistenza: Vx = V × Rx / Rtot. Con 1 kΩ e 4 kΩ in serie a 5 V, sulla 1 kΩ cade 1 V e sulla 4 kΩ cadono 4 V.

I LED vanno collegati in serie o in parallelo?

Sulle schede a 5 V o 3,3 V la soluzione più sicura è dare a ogni LED la sua resistenza e collegare queste coppie in parallelo. Se la tensione di alimentazione è nettamente più alta della somma delle tensioni dirette, per esempio tre LED bianchi a 12 V, puoi collegarli in serie con una sola resistenza. Non mettere mai un'unica resistenza in comune davanti a LED in parallelo, perché la corrente non si divide in parti uguali.

Come ottengo un valore di resistenza che non ho?

Collegando due o più resistenze in serie aumenti il valore, in parallelo lo riduci. Per 5 kΩ, per esempio, metti due 10 kΩ in parallelo, e per 4 kΩ una 3,9 kΩ e una 100 Ω in serie. Una resistenza in parallelo con una dieci volte più grande scende a 10/11 del suo valore, per questo 330 Ω ∥ 3,3 kΩ danno esattamente 300 Ω.

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