Le reti elettriche sono costituite da elementi circuitali variamente collegati tra loro. Gli elementi attivi sono in grado di fornire energia alla rete. Un esempio di questi elementi sono i generatori di tensione o di corrente. Al contrario, gli elementi passivi non sono in grado di fornire energia alla rete, e possono essere ulteriormente suddivisi in elementi resistivi e reattivi a seconda che, rispettivamente, dissipino oppure immagazzinino energia. I resistori sono elementi passivi di tipo resistivo, mentre i condensatori e gli induttori sono elementi passivi di tipo reattivo.
Componenti attivi e passivi possono essere impiegati a formare reti più o meno complesse, le quali possono essere analizzate in maniera agevole ricorrendo ai concetti di nodo, ramo, e maglia.
Nodo
Il nodo è definito come il punto di connessione tra due o più elementi circuitali. Nel caso in cui il nodo connetta più di due elementi, prende il nome di nodo di giunzione.
Ramo
Il ramo è la porzione di circuito compresa tra due nodi consecutivi. Tutti gli elementi appartenenti al ramo sono percorsi dalla medesima corrente.
Maglia
La maglia è un qualsiasi percorso chiuso del circuito costituito da uno o più rami, tale per cui nessun nodo venga attraversato più di una volta. Nei circuiti che comprendono dei nodi di giunzione, è possibile identificare più maglie aventi in comune uno o più rami.
Elementi in serie e in parallelo
Le connessioni in serie e in parallelo sono due particolari modalità di collegamento di due o più componenti tra loro. Nello specifico, i componenti sono definiti in serie quando sono attraversati dalla medesima corrente, mentre sono definiti in parallelo quando ai loro capi si ritrova la medesima tensione. I componenti passivi sono molto frequentemente connessi in serie o in parallelo per molteplici ragioni, tra le quali ottenere precisi valori di resistenza, capacità, o induttanza, oppure ripartire tensioni e potenze su più elementi del circuito.
I valori di resistenza, capacità, e induttanza equivalente misurati ai capi di elementi del medesimo tipo connessi in serie o parallelo possono essere facilmente ottenuti, a seconda dei casi, dalla somma dei loro valori, \(x_{eq}=\sum x_i\), oppure dal reciproco della somma dei reciproci dei loro valori, \(x_{eq}=\left (\sum x_i^{-1} \right )^{-1}\), come illustrato nella tabella.
Elemento | In serie | In parallelo |
---|---|---|
Resistori | \(R_{eq}=R_1+R_2+\cdots\) | \(\frac{1}{R_{eq}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots\) |
Condensatori | \(\frac{1}{C_{eq}}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\cdots\) | \(C_{eq}=C_1+C_2+\cdots\) |
Induttori | \(L_{eq}=L_1+L_2+\cdots\) | \(\frac{1}{L_{eq}}=\frac{1}{L_1}+\frac{1}{L_2}+\cdots\) |
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