Nel caso ideale, ovvero generatori che non modificano la tensione ai loro capi qualunque sia la corrente erogata (resistenza interna uguale a zero), connettendone due o più in parallelo tra loro, siamo in presenza di una criticità. In altre parole, se le due tensioni sono uguali, la suddivisione delle correnti tra i due generatori è indeterminata. Se le tensioni sono diverse (in modulo e/o segno) la corrente circolante nella maglia formata dai due generatori in parallelo è infinita.
Siamo in ogni caso in una situazione anomala che viene bene evidenziata anche dalla trattazione matematica (vedi sotto). Il sistema di equazioni lineari che "risolverebbe" la rete mostra infatti un determinante nullo.
Quanto sopra non vuol dire però che non si possano, nella realtà, connettere più generatori tra loro in parallelo. Come tutti sanno, quando abbiamo la batteria scarica, per avviare il motore dell’auto, si connette una batteria carica in parallelo a quella scarica per i pochi istanti dell’avviamento. Ma, molto più in grande, tutti gli alternatori europei sono connessi tra loro (non proprio esattamente in parallelo, ma e’ come se lo fossero) per alimentare la rete europea completamente connessa addirittura in modo ridondante.
I generatori reali hanno infatti quella che viene detta "resistenza interna". In altre parole la loro tensione cala un po’ all’aumentare della corrente erogata.
Possiamo quindi schematizzare un generatore reale come un generatore ideale E in serie alla sua resistenza interna Ri.
Supponiamo di avere due generatori reali in parallelo tra loro che alimentano una resistenza di carico. Li potremo rappresentare come nel circuito seguente:
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Quindi possiamo scrivere, applicando le leggi di Kirchhoff e di Ohm:
V = E1 – Ri1 * I1
V = E2 – Ri2 * I2
V = Rc * Ic
Ic = I1 + I2
che è appunto un sistema di 4 equazioni nelle 4 incognite V, I1, I2, Ic
Risolviamolo p.es. rispetto a I1:
1) I1 = (Ri2 * E1 + (E1 – E2) * Rc) / (Rc * Ri1 + Rc * Ri2 + Ri1 * Ri2)
Facciamo il caso dei generatori ideali (resistenze interne nulle). La 1) diventa:
2) I1 = (E1 – E2) * Rc / 0
Ovvero, come già anticipato, impossibile o, se E1 = E2, indeterminata.
Facciamo il caso di due generatori reali identici: La 1) diventa
3) I1 = E / ( 2 * Rc + Ri)
Carico in corto circuito: Rc = 0: La 1) diventa
4) I1 = E1 / Ri1
Come si vede chiaramente in questo caso il circuito è degenerato in due circuiti indipendenti con le rispettive Forze elettromotrici chiuse ognuna sulla proprio resistenza interna.
Carico aperto ovvero Rc → infinito: La 1) diventa
5) I1 = (E1 – E2) / (Ri1 + Ri2)
Il ramo di destra, quello con la resistenza di carico, sparisce e il circuito si riduce a un’unica maglia composta dai due rami dei due generatori con le loro brave resistenze interne. In questa maglia i due generatori si devono considerare in serie tra loro ma, ovviamente, controversi (nella formuletta compare infatti la differenza delle fem) e questa serie di generatori è chiusa sulla serie delle due resistenze interne, che invece si sommano sempre.
Per concludere: si possono collegare tra loro in parallelo generatori che abbiano la stessa "Tensione a vuoto" (o almeno molto poco diverse tra loro), affidando alle resistenze interne il compito di distribuire equamente le correnti di carico e quindi le potenze effettivamente erogate.
Una trattazione generale delle tecniche di distribuzione della potenza tra generatori tra loro in parallelo andrebbe molto oltre gli scopi di questa risposta e mi fermerei qui.