Resistori in serie e in parallelo

1. Pratica sulla generazione e la misurazione di corrente, tensione e resistenza

1. Ottenere una sorgente di corrente, una fonte di tensione e due multimetri in grado di misurare tensione, corrente e resistenza.
2. Ottenere due resistori da 100 Ω e due resistori da 10 Ω.
3. Ottieni una breadboard, che è una comoda piattaforma per collegare e organizzare diversi elementi del circuito. La breadboard ha molti gruppi di spilli. I pin di ciascun gruppo sono collegati tra loro sul retro della scheda e i fili collegati allo stesso gruppo sono cortocircuitati insieme. Un filo collegato allo stesso gruppo di pin di un terminale di un elemento circuitale è collegato a quel terminale. Diversi terminali di un elemento circuitale non destinato ad essere cortocircuitato devono essere collegati a diversi gruppi di pin. Di seguito, l'azione di collegare due terminali significa collegarli allo stesso gruppo di pin (nelle figure, i nodi distintivi etichettati "a", "b" e "c" rappresentano gruppi di pin distintivi sulla breadboard). Questo viene fatto a condizione che tali terminali siano fatti di fili che possono essere comodamente inseriti in un foro per pin. In caso contrario, è possibile utilizzare cavi, spine a banana e morsetti per effettuare collegamenti elettrici (ad esempio, da un terminale sullo strumento a una gamba a perno esposta sulla breadboard).
4. Collegare il terminale di uscita della sorgente di corrente a un terminale del resistore da 100 Ω, quindi ricodare l'altro terminale del resistore all'altro terminale della sorgente di corrente.
5. Generare 1 mA di corrente attraverso il resistore.
6. Selezionare la modalità di misurazione della tensione o voltmetro del multimetro e collegare i due terminali del multimetro ai due terminali del resistore. Misurare la caduta di tensione attraverso il resistore.
7. Una lettura positiva significa che il potenziale al terminale positivo del multimetro è superiore a quello al terminale negativo. Utilizzare la lettura della tensione per verificare la relazione con la legge di Ohm (Figura 3).
8. Quindi, collegare un terminale di una sorgente di tensione a un terminale del resistore e ricoancheggiare l'altro terminale del resistore all'altro terminale della sorgente di tensione. Produrre una tensione di 10 V attraverso il resistore da 100 Ω.
9. Utilizzare il multimetro in modalità di misurazione della corrente o amperometro e collegare le sonde in serie con il resistore. Misurare la corrente attraverso il resistore.
   1. Una lettura positiva significa che la corrente elettrica scorre dal terminale positivo del multimetro al terminale negativo. Quindi, verificare la legge di Ohm (Figura 4).
   2. Si noti che il multimetro deve essere in serie con un resistore per misurare la sua corrente (amperometro), ma deve essere in parallelo con un resistore per misurare la sua caduta di tensione (voltmetro). In queste misurazioni, supponiamo che la resistenza "interna" dell'amperometro sia molto piccola ma quella del voltmetro sia molto grande. Se questo non è rigorosamente vero, la corrente o la tensione misurata dal contatore sarebbe diversa dal valore prima della connessione del contatore.
10. Infine, misurare direttamente la resistenza utilizzando il multimetro (Figura 5) selezionando la modalità di misurazione della resistenza. Collegare i due terminali del misuratore con i due terminali del resistore e leggere la resistenza. Verificare che la resistenza abbia senso in base alle precedenti misurazioni di corrente e tensione.

Figura 3: Schema elettrico dell'approvvigionamento di una corrente attraverso il resistore R e misurazione della tensione.

Figura 4: Schema elettrico dell'approvvigionamento di una tensione attraverso il resistore R e della corrente di misura.

Figura 5: Collegamento di un multimetro per misurare la resistenza di un resistore.

2. Resistori in serie

1. Collegare due resistori da 100 Ω in serie (fare riferimento alla Figura 1). Sulla breadboard, questo significa collegare le due estremità del primo resistore in due diversi gruppi di pin (non cortocircuitati), diciamo gruppo a e b, e collegare le due estremità del secondo resistore ai gruppi di pin b e c (c è ancora un altro gruppo di pin non cortocircuitato a a e b).
   1. Collegare una corrente comune di 10 mA attraverso entrambi i resistori utilizzando una sorgente di corrente come descritto nel passaggio 1.4.
   2. Utilizzando un multimetro in modalità voltmetro, misurare la caduta di tensione su ciascun resistore. Quindi confermare i valori di resistenza di R₁ e R₂ usando la legge di Ohm.
   3. Ora usa il voltmetro per misurare la tensione V attraverso l'intera combinazione di serie (tra i punti a e c nella Figura 1) e ottenere la resistenza totale della serie.
   4. Immettere i valori di resistenza misurati, come mostrato nella Tabella 1.
   5. Scollegare le fonti di alimentazione e i contatori, quindi utilizzare una fonte di tensione per fornire un totale di 10 V su entrambi i resistori (tra i punti a e c).
   6. Utilizzare un multimetro in modalità amperometro per misurare la corrente (I₁₎inserendo R₁e la corrente (I₂₎immettendo R₂.
   7. Verificare che I₁ sia uguale a I₂ (o approssimativamente uguale; qualsiasi piccola differenza potrebbe essere dovuta a configurazioni leggermente diverse, comprese le resistenze dei fili che sono leggermente cambiate).
2. Ripetere la procedura al punto 2.1 per due resistori da 10 Ω in serie e misurare la resistenza del filo utilizzando il multimetro.
3. Ripetere la procedura nel passaggio 2.1 per un resistore da 100 Ω in serie con un resistore da 10 Ω e ripetere le misurazioni della resistenza.

3. Resistori in parallelo

1. Collegare due resistori da 100 Ω in parallelo (fare riferimento alla Figura 2). Sulla breadboard, collegare le due estremità di ciascun resistore in due gruppi di pin, ad esempio a e b.
   1. Sorgente una caduta di tensione comune di V = 10 V utilizzando una fonte di tensione.
   2. Utilizzare un multimetro per misurare la corrente I₁ inserendo R₁, confermando così che R₁ = V/I₁. Quindi, misura I₂ inserendo R₂, confermando così che R₂ = V/I₂.
   3. Ora metti l'amperometro davanti alla combinazione parallela (prima del punto a nella Figura 2) e ottieni la resistenza totale in serie R = V / I.
2. Ripetere quanto sopra nel passaggio 3.1 per due resistori da 10 Ω in parallelo e di nuovo per un resistore da 100 Ω in parallelo con un resistore da 10 Ω.

4. LED in serie e connessione parallela

1. Ottenere due piccole sorgenti luminose a LED, che possono essere trattate come due resistori.
2. Collegare una sorgente da 1 V all'alimentazione di 1 LED (connessione simile al passaggio 1.5) e osservarne la luminosità.
3. Ora collega i due LED in parallelo tra la sorgente da 1 V (connessione simile a quella del passaggio 3.1) e osserva la loro luminosità.
4. Ora collega i due LED in serie e tra la sorgente da 1 V (connessione simile al passaggio 2.1.5) e osserva nuovamente la loro luminosità.