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Reihenschaltung / Serienschaltung von Widerständen

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Donnerstag, 28. Dezember 2017 um 20:29 Uhr

Mit der Reihenschaltung von Widerständen befassen wir uns in diesem Artikel. Kurzfassung der Inhalte:

  • Eine Erklärung, was man unter der Reihenschaltung von Widerständen zu verstehen hat.
  • Einige Beispiele zum Rechnen mit dem Ohmschen Gesetz.
  • Aufgaben / Übungen damit ihr dieses Grundgesetz der Elektrotechnik üben könnt.
  • Ein Video, welches sich mit dem Ohmschen Gesetz befasst.
  • Ein Frage- und Antwortbereich rund um dieses Thema

Hinweis:

Dieser Artikel ist Teil unseres Kurses zur Elektrotechnik "Von der Grundlagen der Elektrotechnik in der 5. Klasse bis zum Ingenieur".

Erklärung Reihenschaltung Widerstände

Zunächst ein kurzer Hinweis: Eine Reihenschaltung von Widerständen wird manchmal auch als Serienschaltung von Widerständen bezeichnet. Was ist nun eine Reihenschaltung?

Hinweis:

Bei einer Reihenschaltung von Widerständen handelt es sich um eine spezielle Anordnung von Widerständen. Dabei existieren zwei oder mehr Widerstände hintereinander, durch welche der gleiche Strom fließt. Über jeden Widerstand fällt Spannung ab.

Im einfachsten Fall haben wir zwei Widerstände hintereinander. Dies kann so aussehen:

Reihenschaltung / Serienschaltung Widerstände Erklärung 1

In der nächsten Grafik seht ihr eine Reihenschaltung aus drei Widerständen in einem elektrischen Stromkreis.

Reihenschaltung / Serienschaltung Widerstände mit Stromkreis

Jetzt tritt ein kleines Problem auf. Wenn man zum Beispiel das Ohmsche Gesetz anwenden möchte, dann taucht dabei in der Formel ein "R" für den Widerstand auf. Wir haben hier allerdings mehrere Widerstände. Aus diesem Grund müssen wir in der Lage sein aus den einzelnen Widerständen einen Gesamtwiderstand zu machen. Die Formel um eine Reihenschaltung zusammen zu fassen sieht so aus:

Formel bzw. Gleichung für Reihenschaltung / Serienschaltung

Anders ausgedrückt: Einfach alle Widerstände zusammenrechnen.

Zum Vergleich sehen wir uns einmal eine Parallelschaltung an. Diese sieht so aus:

Parallelschaltung im Vergleich zur Reihenschaltung

Wie man sehen kann: Hier zweigt sich die Leitung auf, der Strom teilt sich auf und ein Teil fließt durch den oberen Widerstand und der andere Teil des Stroms fließt durch den unteren Widerstand. Wir halten fest:

Hinweis:

Bei einer Reihenschaltung (Serienschaltung) fließt der Strom durch alle Widerstände dieser Reihenschaltung. Der Strom ist stets gleich groß. Bei der Parallelschaltung teilt sich die Leitung auf und der Strom verteilt sich auf zwei oder mehr Leitungen und durch jeden Widerstand fließt nur ein Teil des Stromes.

Im nächsten Abschnitt sehen wir uns Beispiele zur Reihenschaltung an.

Beispiele Reihenschaltung

Die nächsten Beispiele zeigen, wo man die Reihenschaltung verwenden kann und wie man damit rechnet.

Beispiel 1:

Gegeben sei die nächste Schaltung mit drei Widerständen in Reihe. Die Spannungsquelle liefert 5 Volt. Die Widerstände sind 10 Ohm, 25 Ohm und 40 Ohm. Wie viel Strom fließt in der Schaltung?

Reihenschaltung im Stromkreis Beispiel 1

Lösung:

Um die Formel des Ohmschen Gesetzes U = R · I verwenden zu können, müssen wir zunächst R berechnen. Um den Gesamtwiderstand R zu berechnen addieren wir die drei Widerstände zusammen. Dabei erhalten wir 75 Ohm als Ergebnis. Die Gleichung zum Ohmschen Gesetz stellen wir nach dem Strom um. Wir setzen die Spannung mit 5 V und den Widerstand mit 75 Ohm ein und erhalten einen Strom von 0,0666 Ampere.

Reihenschaltung Beispiel 1 Rechnung

Beispiel 2:

Gegeben sei ein elektrischer Stromkreis mit einer Reihenschaltung von zwei Widerständen. Es fließt ein Strom von 0,12 Ampere. Wie viel Spannung fällt an jedem Widerstand ab? Wie viel Spannung liefert die Spannungsquelle? Überlege im Anschluss, wie man das Ergebnis überprüfen kann.

Reihenschaltung Spannung Abfall Beispiel 2

Lösung:

Der Strom von 0,12 Ampere fließt durch beide Widerstände. Wir wenden an beiden Widerständen die Formel zum Ohmschen Gesetz an und erhalten damit die Spannungen, die an den jeweiligen Widerständen abfallen. Alles was mit dem ersten Widerstand zu tun hat bezeichnen wir mit dem Index 1, den zweiten Widerstand mit dem Index 2. Diese beiden Spannungen addieren wir, denn die Spannugen die an den beiden Widerständen abfallen entsprechen natürlich dem, was die Spannungsquelle an Spannung liefern muss.

Reihenschaltung Beispiel 2 Lösung

Die Spannungsquelle liefert dabei eine Spannung von 7,2 V ab. Haben wir uns nun verrechnet? Zur Kontrolle / Probe rechnen wir nach. Wir setzen in die Gleichung vom Ohmschen Gesetz die Summe der beiden Widerstände ein und auch den Strom von 0,12 A und erhalten auch hier 7,2 V.

Reihenschaltung Beispiel 2 Probe

Übungsaufgaben Reihenschaltung Widerstände

Aufgabe 1: Zwei Widerstände liegen in Reihe. Diese sind 20 Ohm und 30 Ohm groß. Wie groß ist der Gesamtwiderstand?

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Reihenschaltung Video

Grundlagen Elektrotechnik

Im nächsten Video werden die Grundlagen der Elektrotechnik behandelt. Neben dem Ohmschen Gesetz und den Grundlagen dafür werden auch Reihenschaltung und Parallelschaltung behandelt. Ihr bekommt hier damit nicht nur einen Einblick in die Reihenschaltung, sondern komplett einen Einblick in das Thema.


Nächstes Video »

Fragen mit Antworten Reihenschaltung

In diesem Abschnitt sehen wir uns Fragen mit Antworten zur Reihenschaltung an.

F: Wobei gibt es noch alles eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung?

A: Im Prinzip kann man mit allem möglichen Reihenschaltungen oder Parallelschaltungen aufbauen. Hier einige Beispiele

  • Für Batterien und Akkus gibt es Reihenschaltung und Parallelschaltung.
  • Auch Lampen oder LEDs kann man in Reihe oder auch parallel schalten.
  • Kondensatoren oder Spulen gehören auch dazu.


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