Reihen- und Parallelschaltungen
Schlagwörter: Reihenschaltung, Parallelschaltung, Strom, Elektrizität
Aus deinem Alltag kennst du viele Beispiele, bei denen Lampen oder andere Elektrogeräte miteinander verbunden sind.
- Worauf müssen wir dabei achten?
- Welche Schaltungen gibt es? Wie unterscheiden sich die Schaltungen?
Worauf müssen wir achten?
Experimentieren NIEMALS mit Netzspannung, also dem Strom, der aus der Steckdose kommt. Dabei besteht Lebensgefahr!
Du kannst mit Batterien oder Netzgeräten experimentieren, die eine Spannung von höchstens 24 V ausgeben.
Aber auch bei der Arbeit mit Batterien solltest du vorsichtig sein. Vermeide unbedingt einen Kurzschluss. Wenn du die Pole einer Batterie kurzschließt, also direkt miteinander verbindest, dann können die Drähte sehr heiß werden.
Gibt es Unterschiede zwischen den Schaltungen?
Um das zu untersuchen, schauen wir uns zwei Beispiele an.
Lichterkette am Weihnachtsbaum
Wenn du eine Lampe herausdrehst, dann gehen auch die anderen Lampen aus.
Verteilerdose (z.B. in der Küche)
Geht der Kühlschrank aus, wenn du den Stecker für den Toaster ziehst?
Natürlich nicht!
Die beiden Beispiele zeigen, dass es unterschiedlichen Schaltungen geben muss. Um das zu untersuchen, werden wir hier die Weihnachtsbaumkette, den Kühlschrank, den Toaster, … durch Lämpchen ersetzen.
Versuch 1
Wir schalten 3 Lämpchen hintereinander. Dann schrauben wir ein Lämpchen heraus.
Beobachtung: Wenn wir eine Lampe herausschrauben, dann leuchten auch die anderen Lämpchen nicht mehr.
Erklärung: Um zu verstehen, was hier passiert, fertigen wir von der Schaltung eine Schaltskizze an.
Wenn wir ein Lämpchen aus der Schaltung herausnehmen, dann ist der Stromkreis unterbrochen. Es kann kein Strom fließen.
Diese Schaltung erfüllt die Bedingungen der Weihnachtsbaumkette. Die Lämpchen sind in der Schaltung „in einer Reihe“ angeordnet. Diese Schaltung nennen wir Reihenschaltung.
Was passiert, wenn wir mehr oder weniger Lämpchen in die Schaltung einbauen?
Je mehr Lämpchen wir einbauen, desto schwächer leuchten die Lämpchen.
Versuch 2
Wir versuchen eine andere Möglichkeit zu finden, um die Lämpchen miteinander zu verbinden. Auch bei dieser Schaltung werden wir wieder eine Lampe herausschrauben.
Beobachtung: Wenn wir eine Lampe herausschrauben, dann leuchten die anderen Lämpchen weiter.
Erklärung: Um zu verstehen, was hier passiert, fertigen wir von der Schaltung eine Schaltskizze an.
Wenn wir ein Lämpchen aus der Schaltung herausnehmen, dann kann der Strom durch die anderen Lämpchen weiter fließen. Jede Lampe hat einen eigenen Stromkreis.
Diese Schaltung erfüllt die Bedingungen der Verteilerdose. Die Lämpchen sind in der Schaltung „parallel“ angeordnet. Diese Schaltung nennen wir Parallelschaltung.
Was passiert, wenn wir mehr oder weniger Lämpchen in die Schaltung einbauen?
Die Anzahl der Lämpchen hat keinen Einfluss auf die Helligkeit.
Wenn ihr das Experiment mit einer Batterie durchführt, dann werdet ihr beobachten, dass die Helligkeit der Lämpchen abnimmt. Das hat aber andere Ursachen. Hier müssen die Batterie und ihre Eigenschaften untersucht werden. Das wird aber erst in den folgenden Schuljahren passieren. (Innenwiderstand der Batterie)
Reihen – und Parallelschaltung
Bei einer Deckenleuchte mit mehreren Lampen wird eine Parallelschaltung verwendet. Wenn wir gleiche Lampen verwenden, dann leuchtet jede Lampe genauso hell, wie die anderen Lampen.
Wenn wir eine Reihenschaltung verwenden würden, dann würde kein Lampe leuchten, wenn nur ein der Lampen defekt wäre.