Was sind „Serien“- und „Parallel“-Schaltungen?

Schaltungen, die nur aus einer Batterie und einem Lastwiderstand bestehen, sind sehr einfach zu analysieren, finden sich aber in der Praxis nicht oft. Normalerweise finden wir Schaltungen, bei denen mehr als zwei Komponenten miteinander verbunden sind.

Reihen- und Parallelschaltungen

Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten, mehr als zwei Schaltungskomponenten zu verbinden:Reihe und parallel .

Serienkonfigurationsschaltung

Zuerst ein Beispiel für eine Reihenschaltung:

Hier haben wir drei Widerstände (bezeichnet mit R₁ , R₂ , und R₃ ) in einer langen Kette von einem Pol der Batterie zum anderen verbunden. (Es sollte beachtet werden, dass die tiefgestellte Beschriftung – diese kleinen Zahlen rechts unten vom Buchstaben „R“ – nichts mit den Widerstandswerten in Ohm zu tun haben. Sie dienen nur dazu, einen Widerstand vom anderen zu unterscheiden.)

Das charakteristische Merkmal einer Reihenschaltung ist, dass es nur einen Pfad für den Stromfluss gibt. In dieser Schaltung fließt der Strom im Uhrzeigersinn von Punkt 1 zu Punkt 2 zu Punkt 3 zu Punkt 4 und zurück zu Punkt 1.

Parallelschaltungskonfiguration

Schauen wir uns nun den anderen Schaltungstyp an, eine parallele Konfiguration:

Auch hier haben wir drei Widerstände, aber diesmal bilden sie mehr als einen kontinuierlichen Pfad für den Stromfluss. Es gibt einen Weg von 1 zu 2 zu 7 zu 8 und wieder zurück zu 1. Es gibt noch eine von 1 zu 2 zu 3 zu 6 zu 7 zu 8 und wieder zurück zu 1. Und dann gibt es noch einen dritten Weg von 1 zu 2 zu 3 zu 4 zu 5 zu 6 zu 7 zu 8 und wieder zurück zu 1. Jeder einzelne Pfad (durch R₁ , R₂ , und R₃ ) heißt Zweig .

Das charakteristische Merkmal einer Parallelschaltung besteht darin, dass alle Komponenten zwischen denselben elektrisch gemeinsamen Punkten angeschlossen sind. Wenn wir das schematische Diagramm betrachten, sehen wir, dass die Punkte 1, 2, 3 und 4 alle elektrisch gemeinsam sind. Ebenso die Punkte 8, 7, 6 und 5. Beachten Sie, dass alle Widerstände sowie die Batterie zwischen diesen beiden Punkten angeschlossen sind.

Und natürlich hört die Komplexität auch bei einfachen Serien und Parallelen nicht auf! Wir können auch Schaltungen haben, die eine Kombination aus Serie und Parallel sind.

Seriell-Parallel-Konfigurationsschaltung

In dieser Schaltung haben wir zwei Schleifen, durch die der Strom fließen kann:eine von 1 zu 2 zu 5 zu 6 und wieder zurück zu 1 und eine andere von 1 zu 2 zu 3 zu 4 zu 5 zu 6 und wieder zurück zu 1. Beachten Sie, wie beide Strompfade durch R₁ . verlaufen (von Punkt 1 bis Punkt 2). In dieser Konfiguration würden wir sagen, dass R₂ und R₃ parallel zueinander sind, während R₁ ist in Reihe mit der Parallelkombination von R₂ und R₃ .

Dies ist nur eine Vorschau auf die kommenden Dinge. Mach dir keine Sorge! Wir werden alle diese Schaltungskonfigurationen im Detail untersuchen, eine nach der anderen! Sie können direkt zu den nächsten Seiten über Reihenschaltungen und Parallelschaltungen oder zu Was ist eine Reihen-Parallel-Schaltung? in Kapitel 7.

Die Grundlagen von Reihen- und Parallelschaltungen

Was ist eine Reihenschaltung?

Die Grundidee einer „Reihen“-Schaltung besteht darin, dass Komponenten Ende-an-Ende in einer Linie verbunden werden, um einen einzigen Pfad zu bilden, durch den Strom fließen kann:

Was ist eine parallele Verbindung?

Die Grundidee einer „parallelen“ Verbindung hingegen besteht darin, dass alle Komponenten über die Leitungen der jeweils anderen verbunden werden. In einer reinen Parallelschaltung gibt es nie mehr als zwei Sätze von elektrisch gemeinsamen Punkten, egal wie viele Komponenten angeschlossen sind. Es gibt viele Pfade für den Stromfluss, aber nur eine Spannung über alle Komponenten:

Reihen- und Parallelwiderstandskonfigurationen haben sehr unterschiedliche elektrische Eigenschaften. Wir werden die Eigenschaften jeder Konfiguration in den kommenden Abschnitten untersuchen.

RÜCKBLICK:

• In einer Reihenschaltung sind alle Komponenten Ende-an-Ende verbunden und bilden einen einzigen Pfad für den Stromfluss.
• In einer Parallelschaltung sind alle Komponenten übereinander geschaltet und bilden genau zwei Sätze elektrisch gemeinsamer Punkte.
• Ein „Zweig“ in einer Parallelschaltung ist ein Pfad für elektrischen Strom, der von einer der Lastkomponenten (z. B. einem Widerstand) gebildet wird.

VERWANDTES ARBEITSBLATT:

• Arbeitsblatt für seriellparallele Gleichstromkreise