Die Reihenschaltung, auch in der Elektrotechnik als Serienschaltung bezeichnet, ist eine häufig verwendete Schaltung, bei der elektrische Bauelemente, wie z.B. Widerstände, hintereinander geschaltet sind. Der Strom fließt dabei durch jedes Bauelement in der Schaltung. In einer Reihenschaltung ist die Gesamtspannung gleich der Summe der Einzelaufgaben, während der Gesamtstrom gleich dem Strom durch jedes Bauelement ist.
Grundlagen
Bei einer Reihenschaltung fließt der elektrische Strom durch alle Bauelemente in der Schaltung nacheinander. Daher ist der Gesamtstrom, der die Schaltung durchläuft, gleich dem Strom, der durch jedes einzelne Bauelement fließt. Die Spannung an jedem Bauelement in der Schaltung wird jedoch aufgeteilt, so dass die Gesamtspannung gleich der Summe der Spannungen an den einzelnen Bauelementen ist.
- Gesamtstrom: I = I1 = I2 = I3 = ...
- Gesamtspannung: U = U1 + U2 + U3 + ...
Berechnung des Gesamtwiderstands
In einer Reihenschaltung von Widerständen ist der Gesamtwiderstand gleich der Summe der Einzelwiderstände: Rges = R1 + R2 + R3 + ... Um den Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung von Widerständen zu berechnen, addiert man einfach die Werte der einzelnen Widerstände zusammen.
Anwendung in der Elektrotechnik
Reihenschaltungen werden in vielen elektronischen Geräten und Schaltungen verwendet, z.B. bei der Verwendung von Batterien in Serie, um eine höhere Spannung zu erzeugen, oder bei der Verwendung von Widerständen in Serie, um die Stromstärke oder Spannung in einer Schaltung zu reduzieren.
Offene Aufgaben
- Zeichne eine Reihenschaltung mit drei Widerständen und beschrifte die Einzelwiderstände und die Gesamtspannung. (LEICHT)
- Berechne den Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung mit den Widerstandswerten 5 Ohm, 10 Ohm und 15 Ohm. (LEICHT)
- Erstelle eine Tabelle, die die Spannungsverteilung in einer Reihenschaltung mit drei Widerständen zeigt. (STANDARD)
- Erkläre, wie sich der Gesamtstrom in einer Reihenschaltung ändert, wenn ein weiterer Widerstand hinzugefügt wird. (STANDARD)
- Beschreibe die Unterschiede zwischen einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung. (STANDARD)
- Entwerfe eine einfache elektrische Schaltung, die eine Reihenschaltung von Widerständen verwendet, um die Helligkeit einer LED zu steuern. (SCHWER)
- Untersuche, wie sich der Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung ändert, wenn einer der Widerstände durch einen Kondensator oder eine Spule ersetzt wird. (SCHWER)
- Beschreibe die Auswirkungen der Reihenschaltung auf die Leistung in einer elektrischen Schaltung. (SCHWER)
- Erkläre die Anwendung von Reihenschaltungen in der Erzeugung höherer Spannungen bei der Verwendung von Batterien in Serie. (SCHWER)
- Analysiere eine komplexe Schaltung, die sowohl Reihen- als auch Parallelschaltungen enthält, und berechne den Gesamtwiderstand, den Gesamtstrom und die Gesamtspannung. (SCHWER)
Interaktive Aufgaben
Kreuzworträtsel
| Reihenschaltung | Schaltung, bei der elektrische Bauelemente hintereinander geschaltet sind |
| Widerstand | Bauelement, das den elektrischen Strom in einer Schaltung begrenzt |
| Spannung | Elektrische Größe, die in einer Reihenschaltung aufgeteilt wird |
| Strom | Elektrische Größe, die in einer Reihenschaltung gleich bleibt |
| Serienschaltung | Anderer Begriff für Reihenschaltung in der Elektrotechnik |
| Batterie | Energiequelle, die in Reihenschaltung höhere Spannung erzeugt |
| Kondensator | Bauelement, das in einer Schaltung elektrische Ladung speichert |
| Spule | Bauelement, das in einer Schaltung magnetische Energie speichert |
Quiz: Teste Dein Wissen
In einer Reihenschaltung ist der Gesamtstrom... (gleich dem Strom durch jedes Bauelement) (!gleich der Summe der Ströme durch die einzelnen Bauelemente) (!ungleich dem Strom durch jedes Bauelement) (!von der Anzahl der Bauelemente abhängig)
In einer Reihenschaltung ist die Gesamtspannung... (!gleich der Spannung an jedem Bauelement) (gleich der Summe der Spannungen an den einzelnen Bauelementen) (!ungleich der Spannung an jedem Bauelement) (!von der Anzahl der Bauelemente abhängig)
Der Gesamtwiderstand in einer Reihenschaltung ist... (gleich der Summe der Einzelwiderstände) (!gleich dem Produkt der Einzelwiderstände) (!gleich dem größten Einzelwiderstand) (!gleich dem kleinsten Einzelwiderstand)
Eine Anwendung von Reihenschaltungen in der Elektrotechnik ist... (!die Erzeugung eines gleichmäßigen Stroms) (!die Erzeugung einer gleichmäßigen Spannung) (die Erzeugung einer höheren Spannung bei Batterien in Serie) (!die gleichmäßige Verteilung von Leistung in der Schaltung)
Ein Widerstand in einer Reihenschaltung... (begrenzt den elektrischen Strom) (!erhöht die elektrische Spannung) (!speichert elektrische Ladung) (!speichert magnetische Energie)
Memory
| Reihenschaltung | Hintereinanderschaltung von Bauelementen |
| Gesamtstrom | Gleich dem Strom durch jedes Bauelement |
| Gesamtspannung | Summe der Spannungen an den einzelnen Bauelementen |
| Gesamtwiderstand | Summe der Einzelwiderstände |
| Batterie in Serie | Erzeugt höhere Spannung |
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