Reihenschaltung und Parallelschaltung

Lichterketten, Steckdosenleisten, Schaltungen im Auto – fast immer sind mehrere Bauteile zusammengeschaltet. Es gibt zwei Grundformen: Bauteile hintereinander (Reihenschaltung) oder nebeneinander (Parallelschaltung). Strom, Spannung und Widerstand verhalten sich dabei ganz unterschiedlich.

Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung gibt es nur einen einzigen Weg für den Strom. Er fließt nacheinander durch alle Bauteile.

Stromstärkeüberall gleich: I = I1 = I2
Spannungteilt sich auf: U = U1 + U2
GesamtwiderstandSumme: R = R1 + R2

Am größeren Widerstand liegt die größere Teilspannung (Spannungsteiler): U1 / U2 = R1 / R2.

Beispiel: Reihenschaltung

R1 = 100 Ω und R2 = 200 Ω an 12 V.
R = 100 Ω + 200 Ω = 300 Ω;  I = 12 V / 300 Ω = 0,04 A = 40 mA.
U1 = 100 Ω · 0,04 A = 4 V,  U2 = 200 Ω · 0,04 A = 8 V. Probe: 4 V + 8 V = 12 V ✓

Nachteil: Fällt ein Bauteil aus, ist der ganze Stromkreis unterbrochen – wie bei alten Lichterketten, bei denen eine kaputte Birne alle anderen ausgehen ließ.

Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung verzweigt sich der Strom. Jedes Bauteil liegt direkt an der Quelle.

Spannungüberall gleich: U = U1 = U2
Stromstärketeilt sich auf: I = I1 + I2
Gesamtwiderstand1/R = 1/R1 + 1/R2

Durch den kleineren Widerstand fließt der größere Strom. Der Gesamtwiderstand ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand – jeder zusätzliche Zweig öffnet einen weiteren Weg. Für genau zwei Widerstände gibt es die Abkürzung R = R1 · R2 / (R1 + R2).

Beispiel: Parallelschaltung

R1 = 100 Ω und R2 = 200 Ω parallel an 12 V.
I1 = 12 V / 100 Ω = 0,12 A,  I2 = 12 V / 200 Ω = 0,06 A,  I = 0,18 A.
R = 12 V / 0,18 A ≈ 66,7 Ω – oder direkt: 100 · 200 / 300 Ω ≈ 66,7 Ω.

Vorteil: Jedes Gerät bekommt die volle Spannung und lässt sich einzeln schalten. Deshalb sind alle Steckdosen und Lampen im Haus parallel geschaltet.

Die Kirchhoffschen Regeln

  • Knotenregel: An jeder Verzweigung fließt so viel Strom hinein wie heraus.
  • Maschenregel: In jedem geschlossenen Umlauf ist die Summe der Teilspannungen gleich der Quellenspannung.

Typischer Fehler

Bei der Parallelschaltung die Kehrwerte addieren und dann vergessen, am Ende wieder den Kehrwert zu bilden: 1/100 + 1/200 = 0,015 – das ist 1/R in 1/Ω. R = 1 / 0,015 Ω ≈ 66,7 Ω.

Mit dem Widerstands-Rechner kannst Du den Ersatzwiderstand für bis zu sechs Widerstände ausrechnen.

Teste Dich selbst

1. Drei Widerstände mit 10 Ω, 20 Ω und 30 Ω liegen in Reihe. Wie groß ist der Gesamtwiderstand?
Lösung anzeigen

Richtig: 60 Ω. In Reihe werden die Widerstände addiert: 10 + 20 + 30 = 60 Ω.

2. Zwei gleiche Widerstände von je 50 Ω werden parallel geschaltet. Gesamtwiderstand?
Lösung anzeigen

Richtig: 25 Ω. Zwei gleiche parallel ergeben die Hälfte: 50 · 50 / 100 Ω = 25 Ω.

3. Warum sind die Steckdosen im Haus parallel geschaltet?
Lösung anzeigen

Richtig: Damit jedes Gerät die volle Spannung bekommt und einzeln schaltbar ist. In der Parallelschaltung liegt an jedem Zweig die volle Netzspannung, und ein ausgeschaltetes Gerät unterbricht die anderen nicht.

4. In einer Reihenschaltung aus 10 Ω und 30 Ω an 8 V: Welche Spannung liegt am 30-Ω-Widerstand?
Lösung anzeigen

Richtig: 6 V. I = 8 V / 40 Ω = 0,2 A; U2 = 30 Ω · 0,2 A = 6 V.

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