Parallelschaltung in der Elektrotechnik
Die Parallelschaltung, auch Nebenschaltung, ist in der Elektrotechnik die Verbindung von zweipoligen Bauelementen oder Netzwerken. Sie sind so miteinander verbunden, dass alle ihre gleichnamigen Pole gemeinsam verbunden sind. Werden bei gepolten Bauelementen (z. B. Batterien, Dioden, Elektrolytkondensatoren usw.) ungleichnamige Pole miteinander verbunden, spricht man von einer antiparallelen Schaltung. Bei ungepolten passiven Bauelementen entfällt diese Unterscheidung. Die Anzahl der parallelgeschalteten Elemente in einem Netzwerk ist vollkommen beliebig. Als Gegenstück zur Parallelschaltung gibt es als weitere wesentliche Grundschaltung in der Elektrotechnik die →Reihenschaltung.
Warum ist die Spannung in der Parallelschaltung gleich?
Die Spannung in einer Parallelschaltung auf den Stromkreis übertragen ist überall gleich, da die Elektronen mit parallelen Spannungsquellen immer nur auf ein Energieniveau angehoben werden können. Das hat zur Folge, dass die Spannung überall gleich ist!
Was gilt für Strom und Widerstände in einer Parallelschaltung?
Da die Spannung in der Parallelschaltung überall gleich groß ist, verursachen unterschiedliche Widerstände unterschiedliche Teilströme. Die Ströme verhalten sich umgekehrt proportional zu ihren Widerständen. In hochohmigen Widerständen fließt ein kleiner Strom. In niederohmigen Widerständen fließt ein höherer Strom.
Gesetzmäßigkeiten in Parallelschaltungen – Kirchhoff´sche Regel
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 parallelen Schaltung. Dies lässt sich einfach erklären, da mit jedem weiteren parallelen Widerstand der Strom ja einen weiteren Abzweig hat auf den er sich aufteilen kann bzw. muss.
An allen Elementen einer Parallelschaltung liegt dieselbe elektrische Spannung an, auch wenn deren Stromaufnahme unterschiedlich ist. Ein typisches Beispiel ist die Netzspannungsversorgung im Haushalt mit den typischen 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 weiter funktionierenden Verbraucher unverändert versorgt. Mit einer realen Spannungsquelle erhöht sich durch den Ausfall die Spannung an den verbleibenden 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.