COLLEGAMENTI IN SERIE E COLLEGAMENTI IN PARALLELO DEI COMPONENTI ELETTRONICI.

Leggendo gli interventi di molti amici del forum ho capito che non tutti hanno chiaro la differenza che passa tra serie e parallelo,anche se a dirlo sembra una cosa logica, quando passi alla pratica e devi fare un collegamento di più componenti elettrici in serie o in parallelo non sai quale risultato ottieni nei due casi e magari come si deve fare e il perché avresti bisogno di farlo.
Mentre scrivo penso al perché si debbano fare questi collegamenti, teoricamente non ce ne sarebbe bisogno se quando serve un componente lo acquisti già del valore giusto,ma poi nella realtà nulla è come vuoi tu e sei costretto a lavorare con quello che hai in casa al momento, e sapendo come fare puoi usare il materiale a disposizione senza perdere tempo a cercare quello che magari non trovi vicino casa o addirittura recuperare componenti da vecchie schede e riutilizzarli portandoli al valore voluto unendoli tra loro nel modo giusto, unire più componenti elettrici significa fare dei collegamenti in serie o in parallelo tra di loro o addirittura in serie e parallelo.
Cominciamo subito con qualche esempio prendendo in esame un qualcosa che abbiamo ogni giorno sotto gli occhi e dove il risultato è controllabile mentalmente e visivamente senza dovere fare prove pratiche, prendiamo due lampadine da sei volt come alimentazione e con un assorbimento cadauna di 1 amper, la potenza in watt assorbita da ogni lampadina sarà 1 amper x 6 volt = 6 watt , questa è la formula base per il calcolo della potenza elettrica watt o della tensione di alimentazione volt o della corrente assorbita amper, hai tre dati noti che danno un risultato, quando ne conosci solo due fai l?operazione inversa e ricavi la terza incognita.
Bene, due lampadine identiche, identiche per ora è importante, 6 v alimentazione, 6 watt la loro singola potenza, e questi due dati sono leggibili sulla lampadina stessa.
In teoria per far funzionare queste lampadine tu dovresti applicare a ciascuna lampadina 6 volt come da valore di etichetta,proprio come le lampadine dei flipper,quelle che devono essere sempre accese, alimenti con 6 volt una lampadina e questa si accende, in questo circuito passerà una corrente di 1 amper per la formula detta prima ,e la lampadina accesa darà luce per 6 watt,non andiamo intorno ai lumen altrimenti ci confondiamo,usiamo i watt come potenza impropria anche della luminosità,proprio come nelle lampade di casa.
Colleghiamo ora la seconda lampadina nello stesso circuito della prima,la lampadina si accende come la prima, se la prima illuminava per 6 watt , la seconda che è identica illumina per altri 6 watt è la luce emessa sarà la somma delle due luminosità,in watt, delle due lampadine ,6 + 6 uguale dodici watt di luce emessa e anche assorbita, la tensione resta 6 volt perché quella era, e le due lampadine sono collegate nello stesso circuito,questo collegamenti si chiama collegamento in parallelo, stessa tensione di alimentazione per tutte quante e la potenza risultante è la somma aritmetica della potenza di ciascuna lampadina, aggiungi una terza lampadina identica e aumenta la luminosità e la potenza di altri 6 watt , ma restiamo alle sole due lampadine
Collegandole in parallelo abbiamo tenuto lo stesso valore ma è aumentata la luminosità e la potenza assorbita del circuito passando da 1 amper per una sola lampadina a 1+1 amper per le due lampadine accese in parallelo.
Bene, ora vediamo il perché potremmo avere bisogno di fare un collegamente differente a quello descritto e cosa cambia.
Ammettiamo di avere le stesse due lampadine di prima ma questa volta non avere una fonte di alimentazione a 6 volt come invece richiederebbero le nostre due lampadine che hanno l?alimentazione di targhetta a 6 volt, praticamente non sono utilizzabili perché collegate come nel primo circuito brucerebbero essendo ora l?alimentazione a 12 volt, il doppio di quanto vogliono le nostre lampadine, ecco che se noi non colleghiamo le due lampadine in parallelo come in precedenza, ma facciamo un collegamento in serie, ai capi delle due lampadine ci sono i 12 volt che abbiamo ma disposizione ma le lampadine si accendono regolarmente dando ciascuna i 6 watt luminosi e assorbendo 6 watt di potenza, 6 watt ciascuna si sommano e la luce di entrambe è 12 watt come il circuito parallelo di prima e 12 watt è il consumo in potenza assorbita,e la tensione ai capi di ciascuna lampadine è ancora 6 volt, tutto uguale allora, no, non è così, le lampadine funzionano perfettamente come nel primo caso ,il consumo totale e la luce emessa resta 12 watt ma sono variati i valori che dalla formula si ottengono,
12 watt potenza assorbita 12 volt tensione applicata e il risultato della formula viene 12 watt : 12 volt = 1 amper, praticamente la potenza è restata la stessa di prima ma facendo la serie delle due lampadine è raddoppiata la tensione e dimezzata la corrente che passa nel circuito,la corrente del circuito è quella di una sola lampadina.
Ricapitoliamo genericamente, se noi mettiamo le nostre due lampadine in parallelo otteniamo la potenza di 12 watt e l?assorbimento del circuito sarà di due amper, mettendo le nostre due lampadine in serie avremo sempre la potenza di 12 vatt ma la corrente assorbita dal circuito sarà 1 solo amper ,ma è raddoppiata la tensione dell?alimentazione,
Se nelle due lampadine collegate in parallelo ne brucia una , l?altra continuerà a essere accesa, mentre se nel secondo collegamento in serie brucerà una sola lampadina, anche l?altra si spengerà perchè la prima fulminata ha interrotto la serie aprendo e interrompendo il circuito.
Questo esempio delle lampadine deve essere capito con chiarezza perché quando passiamo ai collegamenti in serie o in parallelo e serie parallelo di componenti elettronici come resistenze o condensatori, non ci sarà più la luce accesa a farci capire il risultato.
In pratica questa serie o parallelo nel nostro caso è servita soltanto per poter usare lampadine a 6 volt anche con alimentazione a 12 volt, come dicevo prima queste manipolazioni servono soltanto per adattare quello che si ha a disposizione, per fare una cosa altrimenti non fattibile al momento con il materiale in nostro possesso.
Quando vi è chiaro quello detto sopra passo agli esempi con resistenze e condensatori e magari anche con diodi.

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COLLEGAMENTO DEI CONDENSATORI IN SERIE E PARALLELO

Parliamo ora dei condensatori e della loro possibilità di essere collegati in parallelo , in serie o in serie e parallelo tra loro. Il condensatore è un componente elettronico passivo che ha un uso e uno scopo molto importante in elettronica. La sua unità di misura è il Farad,come già accennato in un messaggio precedente,un condensatore del valore di 1 Farad in natura non esiste,un condensatore da 1 Farad avrebbe una dimensione troppo grande e non so neppure se sarebbe possibile costruirlo in unico condensatore,troverete soltanto condensatori che partono da nanofarad fino a valori più grandi ma mai 1 farad, posso dire che nei miei ricordi,il condensatore più grande che ho visto aveva la capacità di 20.000 microfarad ed era in un alimentatore,quando trovavo valori più elevati erano sempre il risultato di un parallelo di più condensatori anche con valore differente tra loro.
Il condensatore o capacitore è un componente elettrico che immagazzina l'energia in un campo elettrostatico, accumulando al suo interno una certa quantità di carica elettrica.
Il simbolo più semplice ed elementare di un condensatore è raffigurato con due dischi vicini, ai cui capi si applica una differenza di potenziale,tensione,nello spazio racchiuso dai due dischi metallici si stabilisce una carica elettrica,più vicini sono i due dischi più bassa deve essere la tensione applicata e viceversa più distanti sono i due dischi,più elevata può essere la tensione applicabile alle due piastre metalliche che formano il condensatore,tra le due piastre metalliche nominate sopra,vi è l'aria,questo elemento isolante,in questo caso l'aria,si chiama dielettrico,serve a isolare tra loro le due piastre a cui è applicata la tensione,se le piastre sono troppo vicine e la tensione applicata troppo elevata, tra le due piastre scocca una scintilla elettrica che perfora il dielettrico,aria in questo caso.
Più sono ampie in superficie le due piastre e maggiore è la capacità del condensatore,e per avere un condensatore con capacità elevate servono piastre con superfici anche di metri quadrati,naturalmente un condensatore formato da due piastre di un metro quadrato ciascuna non è utilizzabile per gli spazi, i componenti devono essere miniaturizzati il più possibile,hanno pensato perciò di fare in modo di arrotolare queste piastre in modo che assumendo la forma di un sigaro arrotolato,occupi il minor spazio possibile,ma arrotolando le due piastre ,le stesse si toccherebbero andando in corto circuito, per fare questo è stata sostituita l'aria tra le due piastre con un dielettrico solido,ad esempio la carta,e per poter creare un sigaro,le piastre sono state sostituire da un metallo flessibile,la stagnola,il condensatore è formato da due strisce di stagnola isolate da un foglio isolante di dielettrico,per ridurre ancora la distanza tra i due fogli di stagnola ,sono stati fatti dielettrici ad altissimo isolamento elettrico,ad esempio se una scintilla in aria aperta riesce a scoccare tra due poli distanti tra loro 1 centimetro con una tensione di 20.000 volt, se tra i due poli sostituiamo l'aria che fa da isolante con un altro dielettrico ad alto potere isolante, potremmo magari applicare agli stessi due poli non solo 25.000 volt ma anche 100.000 volt che nessuna scintilla perfora l'isolante.Ho fatto questo strano esempio dei 25.000 volt perché tutti noi abbiamo avuto un motorino o una moto,e abbiamo sicuramente notato le lunghe scintille che scoccavano dal filo della candela se tenendolo in mano lo avvicinavamo al metallo del motore, ebbene quel filo porta 15.000 o 20.000 volt e faceva scintille di un centimetro,se tu avessi messo al posto dell'aria il dielettrico del materiale che usano nei condensatori,la scintilla si sarebbe ridotta a scoccare magari a 1 millimetro di distanza tra le piastre.
Maggiore è la superficie della superficie della stagnola e maggiore è la capacità in microfarad dei condensatori,maggiore è il potere isolante del dielettrico tra le piastre e maggiore è la tensione in volt applicabile ai due reofori del condensatore a pari distanza.
Per esigenze di montaggio i condensatori hanno molte forme,assiali, verticali e altro,e a seconda del materiale usato cambia la precisione in farad e tolleranza,si passa dai ceramici agli elettrolitici a quelli al tantalio o altri.
I condensatori elettrolitici hanno una polarità ben definita,più + e meno - ai due reofori, è va rispettata nel montaggio in un circuito,sono usati per lo più per stabilizzare la tensione,possono avere capacità rilevanti , sono serbatoi di carica,si caricano e trattenendo la tensione, la rilasciano quando è richiesta dal circuito,ad esempio per stabilizzare in quel punto la tensione,
Ci sono poi i ceramici,sono piccolissimi a forma di una pasticchina,verticali, e si mettono nei circuiti stampati per filtrare i disturbi presenti agli ingressi degli integrati o dei componenti attivi,bloccano quei disturbi veloci che potrebbero far fare cose indesiderate alla scheda elettronica,in ogni scheda ne trovi molti disseminati in mezzo ai componenti.
Ho nominato poi quelli al tantalio, sembrano gocce colorate,i colori sono i valori,questo condensatore è molto preciso nei suoi valori, ha un più + e un meno - come gli elettrolitici ,e si mette dove il circuito vuole una precisione superiore.
I condensatori di qualunque tipo possono essere usati in serie e in parallelo tra loro,la regola generale è questa, più condensatori collegati in parallelo tra loro sommano le loro capacità singole,anche condensatori con valore differente posso essere collegati in parallelo tra loro,aumenta la capacità sommandosi , mentre la tensione resta la stessa di ciascun condensatore,ricordando che un parallelo di più condensatori a tensioni differenti,riducono la tensione di utilizzo al pari della tensione più bassa di uno qualunque del parallelo fatto.
Altro collegamento dei condensatori è quello in serie,vengono messi nel circuito uno di seguito all'altro, quelli elettrolitici o con polarità si mettono in serie unendo il più + di uno con il meno - dell'altro senza limiti di numeri,
questo collegamento in serie,mantiene la solita capacità del singolo condensatore ma aumenta la tensione applicabile alla serie sommando le varie tensioni di ciascun condensatore,raramente si trovano molti condensatori montati in serie se non nelle prove o campioni,è più facile trovare collegamenti in parallelo,quasi sempre per motivo di ingombri..
Teoricamente puoi mettere in serie anche paralleli di più condensatori,si comportano come se un gruppo in parallelo sia un unico condensatore e la serie ne aumenta la tensione applicabile.
Un altro uso che molti di voi avranno visto, è l'uso dei condensatori nei motori elettrici,in queste applicazioni servono per far funzionare il motore elettrico,sia per avviarlo alla rotazione che per mantenere lo sfasamento di un avvolgimento per garantire la rotazione,in questa applicazione sono degli sfasatori di tensione,si, perché una caratteristica misurabile dei condensatori è la reattanza,si sfrutta per sfasare le corrente o rifasare la corrente.
Nel motore che ho ricordato prima, che ha bisogno di un condensatore per funzionare,il principio è il seguente, questo motore è formato da due avvolgimenti identici uniti in un punto di un loro capo. Questo è il comune, agli altri due capi degli avvolgimenti è collegato un condensatore di valore appropriato, ad esempio per un motore da 350 Watt si applica un condensatore da 10 Microfarad della tensione appropriata a cui deve funzionare il nostro motore, si mette un polo del 220 volt alternato al comune dei due avvolgimenti e si da l'altro polo della tensione a uno degli altri due capi dei circuiti a cui è collegato il condensatore, il motore gira, e gira in un senso o nell'altro a seconda di quale dei due avvolgimenti uniti dal condensatore si alimenta.
In questo caso alimentando un circuito del nostro motore si da tensione a un avvolgimento direttamente dalla rete, il condensatore sfasa la tensione di 90 gradi all'altro avvolgimento che ne permette la rotazione e il regolare funzionamento, a seconda di quale dei due circuiti alimentiamo, il motore ruoterà in un senso o nell'altro.
Con un condensatore,ad esempio,puoi far funzionare un motore trifase non la corrente monofase di casa,
Esistono anche gruppi di condensatori puri in parallelo,che si mettono nei circuiti elettrici industriali o civili per rifasare la corrente di rete,proprio sfruttando la reattanza del condensatore che sfasa la tensione di 90 gradi, questo è necessario nei casi in cui qualche apparecchiatura elettrica a alto valore induttivo,Bobine,contrario a Capacitivo, sovraccarichi la rete elettrica,questa potenza elettrica misurabile non fa girare il contatore ma sovraccarica la rete elettrica, per eliminare questa potenza induttiva va applicata alla rete elettrica altra potenza di pari valore ma opposto , capacitiva, appunto data dai condensatori, in certi casi l'Enel mette misuratori che accertano queste sfasature di corrente e la fanno pagare se non eliminata.
I guasti dei condensatori di qualunque tipo siano sono i seguenti.
1) Vanno in corto circuito,per un motivo qualunque le due piastre arrotolate si toccano, magari per una perforazione da scintilla avvenuta nel dielettrico,il condensatore è in corto circuito e se misurato con il tester regolato su ohm segna zero, corto,è da buttare e se era in parallelo a un circuito manda in corto il circuito stesso, se lo misuri con il tester regolato su capacità segnerà zero microfarad,è da buttare.
2) Si interrompe, la capacità segna zero o valori differenti alla targhetta, non è più utilizzabile,con il tester su ohm segna 1 infinito,è da buttare.
3) Il condensatore esplode,solitamente sono gli elettrolitici, trovi stagnola da ogni parte, deve essere un guasto frequente perché se guardi un condensatore elettrolitico verticale troverai nella parte superiore dello stesso ha una incisione a croce per favorire l'esplosione e la fuoriuscita dei coriandoli metallici verso l'alto senza invadere il circuito elettronico.
4) Anche i condensatori come tutti i componenti elettronici soffrono la vecchiaia,con gli anni perdono le loro caratteristiche di targhetta,diventano merce in surplus come anche le rimanenze di magazzino, sono come il vino bianco, di annata,pochi sono i buoni invecchiati e neppure lungamente.
Molte sono le cose di cui si può parlare sul condensatore ma credo sia inutile dire cosa mai riscontrate prima, meglio rispondere a chi chiede qualcosa in particolare

berrò un bicchiere in più quando apriamo una bottiglia