Reihenschaltung

Was ist eine Reihenschaltung?

Bestimmt hast du im Physik-Unterricht schon einmal von einer Reihenschaltung gehört – doch weißt du, was genau eine solche Schaltung ist und welche Eigenschaften sie hat? Diese und noch viel mehr Fragen sollen im Folgenden geklärt werden.

Reihenschaltung – Definition

Eine Reihenschaltung ist ein einzelner Stromkreis, in dem elektronische Bauteile wie Schalter, Lampen, Widerstände oder komplexere Bauteile nacheinander von einem elektrischen Strom durchflossen werden. Dazu werden die Bauteile in Reihe angeordnet. Eine Reihenschaltung von Schaltern nennt man auch UND-Schaltung.

Nur wenn Schalter 1 UND Schalter 2 geschlossen sind, fließt ein elektrischer Strom.

Die kirchhoffschen Gesetze besagen, wie man in einer Reihenschaltung und auch in einer Parallelschaltung mit den elektrischen Größen von elektrischen Bauteilen rechnen muss.

Da es in einer Reihenschaltung keine Verzweigungen gibt, kann der elektrische Strom (die Ladungsträger) nur einen Weg nehmen und ist an jeder Stelle im Stromkreis gleich stark. Die Stromstärke $I$ ist also konstant:

$I_\text{Gesamt}=I_1=I_2=I_3=...$

An der Spannungsquelle (Batterie, Steckdose) nehmen die Elektronen elektrische Energie auf und versorgen jeden Verbraucher mit dieser Energie. Wenn man zusätzliche Verbraucher wie Glühlampen in Reihe anordnet, leuchten daher alle Lampen schwächer. Da die Spannung $U$ nun auf alle Verbraucher verteilt werden muss, ist die Gesamtspannung die Summe der einzelnen Teilspannungen an den Verbrauchern.

$U_\text{Gesamt}=U_1+U_2+U_3+...$

Jeder einzelne Verbraucher benötigt auch eine gewisse Energieportion, damit die Elektronen diesen passieren können. Das kann über den elektrischen Widerstand $R$ beschrieben werden. Da die Elektronen jeden Verbraucher passieren müssen, um zurück zur Spannungsquelle zu kommen, ist die Summe der Teilwiderstände der Gesamtwiderstand.

$R_\text{Gesamt}=R_1+R_2+R_3+...$

Reihenschaltung – Beispiele

Eine Lichterkette, bei der es ausreicht, nur eines der Lämpchen lose zu drehen, um den Stromkreis zu unterbrechen, besteht aus einer Reihenschaltung von Lampen. Jedes technische Gerät, bei dem man zwei Schalter zum Start drücken muss, meist damit keine Hand in der Gefahrenzone ist, stellt eine Reihenschaltung von Schaltern dar, diese nennt sich auch UND- oder Sicherheitsschaltung. Eine solche Schaltung gibt es häufig bei Handkreissägen und auch bei anderen Werkzeugen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Reihenschaltung