Parallel- und Reihenschaltung

Abbildung 3 zeigt den unvollständigen Schaltplan für eine Wächterschaltung eines Gehäusedeckels. Bei geschlossenem Deckel leuchtet eine grüne LED.

Im geöffneten Zustand soll eine rote LED leuchten und ein Warnton hörbar sein.

Ergänze die Schaltung um die fehlenden Bauteile für den geöffneten Zustand. Die zu ergänzenden Signalgeber sollen zueinander parallelgeschaltet werden.

Abbildung 3: Wächterschaltung

Ein Schüler behauptet: „In der Parallelschaltung von Aufgabe 1.1 fließt durch alle Nutzer der gleiche Strom.“

Begründe, warum diese Aussage falsch ist.

Berechnung von elektrischen Größen

Berechne die gesamte benötigte Stromstärke für einen LED-Streifen aus fünf verschiedenfarbigen LEDs (Abbildung 4).

Abbildung 4: LED-Streifen

Es fließt eine Stromstärke von __________________ mA.

Berechne den Vorwiderstand für die blaue LED (Abbildung 4), wenn 9 V an der Spannungsquelle anliegen.

Die berechnete Vorwiderstandsgröße ist __________________ Ω.

Ein Techniker misst in einer Parallelschaltung von zwei unterschiedlichen Widerständen einen Ersatzwiderstand (Gesamtwiderstand) von 55 Ω.

Entscheide, welche der Aussagen zu dieser Schaltung wahr oder falsch sind.

Die Aussage ist falsch: mögliche Begründungen:

• Der Strom verteilt sich auf die einzelnen parallelen Zweige entsprechend ihrem Widerstand.

• Durch Nutzer mit kleinerem Widerstand fließt mehr Strom als durch solche mit größerem Widerstand.

• Der Gesamtstrom ist die Summe der Einzelströme.

• Es ist sehr unwahrscheinlich, dass LED und Summer den identischen Widerstandswert aufweisen und daher die Ströme unterschiedlich ausfallen müssen.

Gegeben sind vier Beispielantworten. Formel als Antwort auch gültig. Sinngemäße Antworten sind zulässig.

3 LEDs × 20 mA + 2 LEDs × 30 mA = 120 mA

Das Ergebnis hinzuschreiben, ist ausreichend.

U_VOR = U_GES − U_LED

→ U_VOR = 9 V − 3,3 V = 5,7 V

R_VOR = U_VOR / I

→ R_VOR = 5,7 V / 0,03 A = 190 Ω

Das Ergebnis hinzuschreiben, ist ausreichend.