Reihenschaltung in der Elektrotechnik

Reihenschaltung

Die Reihenschaltung (auch Spannungsteilerschaltung oder Serienschaltung genannt) beschreibt in der Elektrotechnik die hintereinander Schaltung zweier oder mehrerer Bauelemente in einer Schaltung, so dass sie einen einzigen Strompfad bilden. Zwei Bauelemente sind demnach in Reihe geschaltet, wenn deren Verbindung keine Abzweigung aufweist. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Elemente ist beliebig. Als Gegenstück zur Reihenschaltung gibt es als weitere wesentliche Grundschaltung die Parallelschaltung.

Bei der Reihenschaltung (auch Hintereinanderschaltung) werden elektrische Bauteile (Widerstände, Kondensatoren, Spannungsquellen etc.) hintereinander geschaltet. Der Strom durchfließt hier jedes Bauteil.

In der Serienschaltung ist die Summe der Gesamtspannung gleich der Summe der Teilspannungen. Das bedeutet, an jedem Widerstand fällt eine Teilspannung ab, die Spannung ist an jedem Widerstand unterschiedlich. Am größeren Widerstand fällt die größere Spannung ab.

Werden zwei gleichgroße Widerstände in Reihe geschaltet, fällt an jedem die Hälfte der Spannung ab. Ist ein Widerstand größer fällt an diesem auch die größere Spannung ab.

Hier addieren sich die einzelnen Widerstände zu einem Gesamtwiderstand. Der Gesamtwiderstand ist also die Summe aller Einzelwiderstände.

Wie verhalten sich die Spannungen in einer Reihenschaltung?

Bei der Reihenschaltung fließt der gleiche Strom durch alle Widerstände, bei der →Parallelschaltung teilt sich der Strom auf. Bei einer Parallelschaltung liegt über jeden Widerstand die gleiche Spannung an, bei der Schaltung in Reihe meist nicht.

Man sagt Widerstände sind in „Reihe geschalten“, wenn sie in einer einzigen Leitung miteinander verbunden sind. Da der gesamte Strom, der durch den ersten Widerstand fließt, keinen anderen Weg hat, muss er auch durch den zweiten Widerstand und den dritten und so weiter fließen

Was ist der Unterschied zwischen Parallel und Reihe?

Eine Parallelschaltung unterscheidet sich von einer Reihenschaltung in folgenden Punkten: Bei einer Reihenschaltung fließt durch alle drei Widerstände der gleiche Strom : I = I 1 = I 2 = I 3 Bei einer Parallelschaltung dagegen fließen unterschiedliche Ströme durch die Widerstände.

Warum teilt sich die Spannung bei der Reihenschaltung?

Da der Strom in der Reihenschaltung überall gleich groß ist, verursachen die ungleichen Widerstände unterschiedliche Spannungsabfälle.

Parallelschaltung in der Elektrotechnik

Die Parallelschaltung, auch Nebenschaltung, ist in der Elektrotechnik die Verbindung von zweipoligen Bauelementen oder Netzwerken so, dass alle ihre gleichnamigen Pole jeweils gemeinsam verbunden sind. Werden bei gepolten Bauelementen (z. B. Batterien, Dioden, Elektrolytkondensatoren) ungleichnamige Pole miteinander verbunden, spricht man von einer antiparallelen Schaltung. Bei ungepolten passiven Bauelementen entfällt diese Unterscheidung. Die Anzahl der parallelgeschalteten Elemente ist beliebig. Als Gegenstück zur Parallelschaltung gibt es als weitere wesentliche Grundschaltung die Reihenschaltung.

Warum ist die Spannung in der Parallelschaltung gleich?

Auf den Stromkreis übertragen bedeutet das, dass die Elektronen mit parallelen Spannungsquellen immer nur auf ein Energieniveau angehoben werden. Das hat zur Folge, dass die Spannung überall gleich ist!

Was gilt für die Spannung in einer Parallelschaltung?

Da die Spannung in der Parallelschaltung überall gleich groß ist, verursachen die unterschiedlichen Widerstände unterschiedliche Teilströme. Die Ströme verhalten sich umgekehrt zu ihren Widerständen. In hochohmigen Widerständen fließt ein kleiner Strom. In niederohmigen Widerständen fließt ein höherer Strom.

Gesetzmäßigkeiten in Parallelschaltungen

Der Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung nimmt mit jedem weiteren ohmschen Verbraucher ab. Der Gesamtwiderstand ist also stets kleiner als der kleinste Einzelwiderstand. Eine Ausnahme ist ein Parallelschwingkreis an Wechselspannung.

In der Parallelschaltung darfst du die Widerstände nicht einfach addieren. Mit jedem weiteren Widerstand verringert sich der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung. Dies lässt sich einfach erklären, da mit jedem wieteren parallelen Widerstand der Strom ja einen weiteren Abzweig hat auf den er sich aufteilen kann.

An allen Elementen einer Parallelschaltung liegt dieselbe elektrische Spannung an, auch wenn deren Stromaufnahme unterschiedlich ist. Ein typisches Beispiel ist die Netzspannungsversorgung (im Haushalt 230 V): Alle Geräte werden – unabhängig von deren Leistungsaufnahme – mit derselben Spannung versorgt.

Die Parallelschaltung mehrerer elektrischer Verbraucher mit einer idealen Spannungsquelle ist unanfällig für Ausfälle einzelner Verbraucher (bei Ausfall im Sinne einer Unterbrechung). Wenn ein einzelnes Element seine elektrische Leitung unterbricht oder aus der Leitung entfernt wird, werden alle intakten Verbraucher unverändert versorgt. Mit einer realen Spannungsquelle erhöht sich durch den Ausfall die Spannung an den intakten Verbrauchern. – Bei einem Ausfall im Sinne eines Kurzschlusses fällt die komplette Schaltung aus, wenn nicht die Leitung des ausgefallenen Verbrauchers durch eine Sicherung unterbrochen wird.