Die Reihenschaltung und Parallelschaltung

Transkript

1 Die Reihenschaltung und Parallelschaltung Die Reihenschaltung In der Elektronik hat man viel mit Reihen- und Parallelschaltungen von Bauteilen zu tun. Als Beispiel eine Reihenschaltung mit 2 Glühlampen: 4,5 V Stromfluss Reihenschaltung mit Glühlampen In der Reihenschaltung sind die Bauteile, in unserem Fall zwei Glühlampen, hintereinander angeschlossen. Durch beide Lampen fließt jeweils der gleiche Strom. Wenn man eine Lampe aus der Fassung dreht, geht die andere Lampe aus, weil der geschlossene Stromkreislauf unterbrochen wird.

2 Reihenschaltung mit Glühlampen fertig aufgebaut: Lampe 1 Lampe 2 Aufbau: Ralf Durch beide Lampen fließt der gleiche Strom, während die Spannung von 4,5 Volt sich aufteilt.

3 Spannung über Lampe 1 2,25V Spannung über 4,5 V 2,25V Lampe 2 Stromfluss Reihenschaltung mit Glühlampen

4 5 Volt = 2,5 Volt + 2,5 Volt Spannung über Lampe 1 Spannung über 5 V ( neue Batterie ) Lampe 2 Stromfluss Reihenschaltung mit Glühlampen Bei zwei baugleichen Glühlampen fällt über jeder einzelnen die Hälfte der Batteriespannung ab, in unserem Fall 2,5V. Addiert man die Spannungen über der Lampe 1 und der Lampe 2, so erhält man als Summe die Batteriespannung 5V.

5 Batteriespannung = Spannung Lampe 1 + Spannung Lampe 2 5,0 Volt = 2,5 Volt + 2,5 Volt Lampe 1 Lampe 2 Eine Glühlampe wurde herausgedreht Aufbau: Ralf

6 Wird in dieser Reihenschaltung eine Glühlampe herausgedreht, so geht die andere Glühlampe aus. Der geschlossene Stromkreislauf ist dann unterbrochen. Die Parallelschaltung Als Zweites Beispiel eine Parallelschaltung mit 2 Glühlampen. 4,5V Die Parallelschaltung fertig aufgebaut

7 Lampe 1 Lampe 2 Aufbau: Ralf Drehen wir in dieser Parallelschaltung eine Glühlampe heraus, so leuchtet die andere weiter.

8 Lampe 1 Lampe 2 herausgedreht Eine Glühlampe wurde herausgedreht Ströme teilen sich auf 5 Volt Über beiden Lampen steht die geiche Spannung, gemessen 5V In einer Parallelschaltung fällt über den Glühlampen die gleiche Spannung ab, während sich die Ströme aufteilen.

9 Gesamtstrom = Strom durch Lampe 1 + Strom durch Lampe 2 40 ma = 20 ma + 20 ma Gesamtstrom Der Gesamtstrom teilt sich auf in Strom L1 und Strom L2 Strom L1 Strom L2 In einer Parallelschaltung ergibt die Summe der Teilströme, Strom Lampe 1 plus Strom Lampe 2, den Gesamtstrom.

10 Eine im Bau befindliche Parallelschaltung von Glühlampen Die Reihenschaltung von Widerständen An Stelle von Glühlampen wollen wir jetzt Widerstände verwenden. Eine Reihenschaltung von Widerständen Um die Schaltung besser verstehen zu können, verwenden wir zusätzlich noch eine Leuchtdiode. Der Schaltplan: Widerstand 1 Widerstand 2 Grün Widerstand 1 und Widerstand 2 sind in Reihe geschaltet.

11 Schaltung fertig aufgebaut: ( ohne Schalter ) Widerstand 1 Widerstand Ω 47 Ω braun/schwarz/braun gelb/violett/schwarz Für diese LED- Schaltung wurde ein Widerstand von 155 Ohm berechnet. Da es diesen Wert standartmäßig nicht gibt, haben wir einen 100 Ohm und einen 47 Ohm Widerstand in Reihe geschaltet, denn:

12 In einer Reihenschaltung von Widerständen addieren sich die einzelnen Widerstandswerte zu einem Gesamtwiderstand. Für unsere Schaltung ergibt sich demnach folgender Gesamtwiderstand: Gesamtwiderstand = Widerstand 1 + Widerstand Ω = 100 Ω + 47 Ω Unsere Leuchtdiode hat jetzt einen Vorwiderstand von 147 Ω. Dieser Wert liegt zwar 8 Ω unterhalb von 155 Ω. Diese 8 Ω weniger spielen in unserer Schaltung aber keine wesentliche Rolle! Die Parallelschaltung von Widerständen Der Schaltplan, auch hier zum besseren Verständnis mit einer Leuchtdiode: Widerstand 1 Widerstand 2

13 Schaltung fertig aufgebaut: Widerstand 1 Widerstand 2 Schaltet man zwei gleiche Widerstände parallel, so verkleinert sich der gesamte Widerstand auf die Hälfte des jeweilig einzelnen Wertes. In unserem Fall: Widerstand 1 Widerstand Ω 330 Ω Jeweils die Farben Orange/Orange/Braun Rg = R = 330 Ω 2 2 = 165 Ω

14 Sind die Widerstände in den Werten unterschiedlich, so muss man bei einer Parallelschaltung folgende Formel verwenden: R1 X R2 Rges = R1 => Widerstand 1 / R2 = Widerstand 2 R1 + R2 Ein Beispiel: Wir wollen zwei Widerstände parallel Schalten, welche folgende Werte haben: R 1 = 1000 Ω R 2 = 470 Ω Gesucht wird der Gesamtwiderstand Lösung: Rgesamt = 1000 Ω X 470 Ω = Ω = 319 Ω 1000 Ω Ω 1470 Ω Wie wir sehen, ist der Gesamtwiderstand kleiner als der kleinste Widerstand, also kleiner als R2 mit 470 Ω.