Dimensioni caratteri all’interno di un sistema

Buongiorno,
Sono “nuovo” nel forum e scrivo il primo messaggio perché sto scrivendo la tesi ed ho un piccolo problema con le dimensioni dei caratteri all’interno di un sistema. In particolare il problema è che se definisco un sistema in cui alcune equazioni contengono delle frazioni allora le dimensioni dei caratteri che formano la frazione diminuiscono vistosamente. Il codice relativo all’equazione di cui vi sto parlando è:
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\begin{equation}
\begin{cases}
\frac{a}{R}=\frac{\pi}{2} – \varphi_B \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{a}{R}\Bigr)=\sin\varphi_B \, ,\sin\Bigl(\frac{a}{R}\Bigr)=\cos\varphi_B
\\
\frac{b}{R}=\frac{\pi}{2} – \varphi_A \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{b}{R}\Bigr)=\sin\varphi_A \, ,\sin\Bigl(\frac{b}{R}\Bigr)=\cos\varphi_A
\\
\frac{c}{R}=\sigma \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{c}{R}\Bigr)=\cos\sigma\, , \sin\Bigl(\frac{c}{R}\Bigr)=\sin\sigma
\end{cases}
\end{equation}
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Ho trovato una soluzione che mantiene le dimensioni dei caratteri, ma riconosco che è veramente poco elegante anche se efficace:

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\begin{equation}
\begin{cases}
\begin{split}
&\frac{a}{R}=\frac{\pi}{2} – \varphi_B \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{a}{R}\Bigr)=\sin\varphi_B \, ,\sin\Bigl(\frac{a}{R}\Bigr)=\cos\varphi_B
\\
&\frac{b}{R}=\frac{\pi}{2} – \varphi_A \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{b}{R}\Bigr)=\sin\varphi_A \, ,\sin\Bigl(\frac{b}{R}\Bigr)=\cos\varphi_A
\\
&\frac{c}{R}=\sigma \Rightarrow \cos\Bigl(\frac{c}{R}\Bigr)=\cos\sigma\, , \sin\Bigl(\frac{c}{R}\Bigr)=\sin\sigma
\end{split}
\end{cases}
\end{equation}
`

Aggiungendo lo split (anche se non serve a niente) i caratteri tornano ad avere la stessa dimensione degli altri. Il problema è che questo trucco non funziona se ho una frazione in cui il numeratore è a sua volta una frazione: in questo caso i caratteri al numeratore sono rimpiccioliti e non ho trovato il modo di farli tornare normali. Riporto un esempio:

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\begin{equation}
\frac{\sin\Bigl(\frac{b}{R}\Bigr)}{\sin\beta}=\frac{\sin\Bigl(\frac{c}{R}\Bigr)}{\sin\gamma}
\end{equation}
`

Per caso c’è qualcuno che conosce un metodo rigoroso per non far diminuire la dimensione dei caratteri all’interno di un’equazione?

Grazie in anticipo per l’aiuto,
Matteo