Stromkreise mit Reihenschaltung
Werden mehrere Verbraucher bzw. Widerstände hintereinander mit dem Stromkreis verbunden, so nennt man diese Schaltungsart Reihenschaltung. Ein anderer Begriff hierfür ist Serienschaltung, damit ist jedoch dasselbe gemeint. Hat man z.B. mehrere Lampen in Reihe geschaltet und betätigt den Schalter, so leuchten alle Lampen. Das Prinzip wird beispielsweise bei Lichterketten für den Weihnachtsbaum angewendet.
Die Besonderheit bei der Reihenschaltung ist, dass alle Widerstände intakt bleiben müssen, so dass der Stromkreis geschlossen bleibt. Fällt z.B. bei der Lichterkette eine Glühbirne aus und unterbricht den Stromkreis, dann leuchten auch alle anderen Glühbirnen nicht.
Die Stromkreise bzw. die Steckdosen in den Haushalten sind gewöhnlich nicht auf Reihenschaltung ausgelegt, sondern auf Parallelschaltung. Denn, würde man die Stromkreise in Haushalten auf Reihenschaltung auslegen, würde das bedeuten, dass ein Gerät nur funktioniert, wenn auch alle anderen Steckdosen mit Geräten belegt sind und diese auch eingeschaltet wurden. Ein Ausfall eines Geräts würde, wie bei der Lichterkette, alle anderen Geräte lahmlegen.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, ergeben sich einige mathematische Formeln für die Berechnung von Spannung, Stromstärke und Widerstand.
Elektrischer Widerstand bei Reihenschaltung
Die Summe aller Teilwiderstände ergibt den Gesamtwiderstand. Hat man z.B. 3 Einzelwiderstände mit jeweils 30 Ω, 20 Ω und 10 Ω haben, ergibt das einen Gesamtwiderstand von 60 Ω (30 + 20 + 10).
Elektrische Stromstärke bei Reihenschaltung
Da bei einer Reihenschaltung an den Widerständen überall derselbe Strom fließt, ist die Stromstärke an allen Widerständen identisch wie die Stromstärke vor dem ersten Widerstand.
Elektrische Spannung bei Reihenschaltung
Bei der elektrischen Spannung verhält es sich analog zum elektrischen Widerstand. Die Gesamtspannung teilt sich an den Widerständen auf. Somit ergibt die Summe der Teilspannungen den Gesamtwiderstand.
Teilspannungen, Teilwiderstände und Verhältnisse
An den Widerständen liegen Teilspannungen an. Diese verhalten sich analog zum Widerstand. Das bedeutet, je größer der Widerstand, umso größer ist die Teilspannung. Die Stromstärke ist überall gleich. Es lassen sich folgende Gleichungen ableiten.
Die Gleichungen können weiter umgestellt werden, so dass man beispielsweise folgende Gleichungen erhält.
