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Schaltungen

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Schaltungen

Hast du dich schon mal gefragt, wieso das Licht angeht, wenn du den Schalter umlegst oder wieso der Fernseher angeht, wenn du einen Knopf drückst? In allen elektrischen Geräten sind Schaltungen eingebaut.
Man spricht von einer Schaltung, wenn man verschiedene elektrische Bauteile zusammenschließt. Um eine Schaltung übersichtlich zu gestalten, benutzt man einen Schaltplan, der zeigt, wie alles miteinander verbunden ist. Jedes Teil, das verwendet wird, hat ein Symbol zugeordnet.
Abb. 1: Symbole für Bauteile
Abb. 1: Symbole für Bauteile
Du kannst sie in einem Schaltkreis durch Drähte verbinden. Als Ursprung für die Spannung, brauchst du eine Spannungsquelle. Dies kann im Haushalt zum Beispiel die Netzsteckdose sein, bei einer Taschenlampe aber z.B auch eine Batterie oder ein Akku. Diese Spannung induziert dann einen Strom in der Schaltung, sobald der Stromkreis geschlossen ist. Wenn du noch einmal mehr über Spannung, Widerstand und Stromstärke wissen möchtest, kannst du dies im Skript Strom, Widerstand und Spannung nachlesen.
Eine Schaltung kann aus einer Spannungsquelle und einem Widerstand aufgebaut sein:
Abb. 2: Schaltung
Abb. 2: Schaltung
Für diesen Fall kennen wir die Formel $U= R \cdot I$ um Spannung, Widerstand oder Stromstärke zu berechnen. Bei den meisten Schaltungen gibt es allerdings mehrere Widerstände. Man unterscheidet, ob sie hintereinander geschaltet werden (Reihenschaltung) oder parallel (Parallelschaltung). Die Berechnungen unterscheiden sich für die verschiedenen Fälle.

Die Reihenschaltung

Abb. 3: Reihenschaltung
Abb. 3: Reihenschaltung
In einer Reihenschaltung ist die Stromstärke an jedem Ort gleich,
$I_{\text{ges}} = I_1 = I_2 = …$
die Spannung teilt sich aber auf.
$U_{\text{ges}} = U_1 + U_2 + … $
Der Gesammtwiderstand lässt sich berechnen, indem man alle Teilwiderstände addiert.
$R_{\text{ges}} = R_1+ R_2+ …$

Die Parallelschaltung

Abb. 4: Parallelschaltung
Abb. 4: Parallelschaltung
In einer Parallelschaltung, ist die Spannung überall gleich, .
$U_{\text{ges}} = U_1 = U_2 = …$
die Stromstärke teil sich aber auf
$I_{\text{ges}} = I_1 + I_2 …$
Der Gesamtwiderstand lässt sich mit der Formel
$\dfrac{1}{R_{ges}} $= $\dfrac{1}{R_1}$ + $\dfrac{1}{R_2}$
berechnen.
Bildnachweise [nach oben]
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