Parallelschaltungen entstehen, wenn elektrische Komponenten so miteinander verdrahtet werden, dass sie alle an demselben Punkt angeschlossen sind. Sie teilen alle die gleiche Spannung, teilen aber den Strom. Die Gesamtstrommenge im Stromkreis bleibt gleich.
Parallelschaltungen sind sinnvoll, da beim Ausfall einer Komponente die anderen nicht betroffen sind. Diese Art der Verkabelung findet sich in Weihnachtsbeleuchtung und Haushaltskabelsystemen. Um Parallelschaltungen zu überprüfen, verwenden Sie ein digitales Multimeter, um den Widerstand und die Spannung der Komponenten zu ermitteln. Der Strom kann optional überprüft werden. Berechnen Sie theoretische Werte mit dem Ohmschen Gesetz. Das Ohmsche Gesetz lautet V = IR, wobei I der Strom und R der Widerstand ist. Um den Gesamtwiderstand für eine Parallelschaltung zu ermitteln, berechnen Sie 1/R(Gesamt) = 1/R1 + 1/R2 + …+ 1/R(Last). Üben Sie diese Methoden mit parallel geschalteten Widerständen.
Messen Sie den Widerstand jedes Widerstands. Schalten Sie das Multimeter ein und drehen Sie seinen Knopf auf die Widerstandseinstellung, die mit dem griechischen Buchstaben Omega gekennzeichnet ist. Halten Sie eine Multimetersonde gegen jede Widerstandsleitung und notieren Sie die Ergebnisse.
Fügen Sie den Batteriehalter zum Stromkreis hinzu. Tun Sie dies, indem Sie das rote Kabel in ein Loch neben dem roten Streifen oben auf dem Steckbrett legen. Fügen Sie den schwarzen Draht in eines der Löcher neben der Reihe neben dem blauen Streifen ein. Beschriften Sie den blauen Streifenreihenboden. Wenn das Steckbrett keine Streifen hat, verwenden Sie eine Spalte für das rote Kabel und eine separate Spalte für das schwarze.
Setzen Sie den 100-Ohm-Widerstand vertikal in das Steckbrett ein. Platzieren Sie den 220-Ohm-Widerstand parallel dazu und fügen Sie dann den 330-Ohm-Widerstand so hinzu, dass er parallel zu den anderen beiden liegt.
Platzieren Sie ein Überbrückungskabel zwischen der Spalte am unteren Ende des 100-Ohm-Widerstands und der Reihe, in der sich das rote Kabel des Batteriehalters befindet. Platzieren Sie einen weiteren Jumper zwischen dem oberen Teil des 100-Ohm-Widerstands und der Reihe, in der sich das blaue Kabel befindet. Wiederholen Sie den Vorgang für die anderen beiden Widerstände. Die unteren Teile der Widerstände teilen sich jetzt den gleichen Punkt, ebenso die oberen Teile.
Messen Sie die Spannung an jedem Widerstand. Tun Sie dies, indem Sie das Multimeter auf eine DC-Volt-Einstellung stellen und dann eine Sonde gegen jede der Leitungen des Widerstands halten. Notieren Sie die Ergebnisse.
Messen Sie den Strom im 100-Ohm-Widerstand. Stellen Sie dazu das Multimeter auf eine Milliampere- oder mA-Stromeinstellung. Bewegen Sie die rote Sonde von der Voltmeteröffnung am Multimetergehäuse zur Ampereöffnung. Stecken Sie ein Ende eines Jumpers in die Reihe neben dem roten Streifen auf dem Steckbrett und verwenden Sie eine Krokodilklemme, um die rote Sonde des Multimeters an seinem freien Ende zu befestigen. Trennen Sie das vordere Ende des Drahtes, der den hinteren Teil des 100-Ohm-Widerstands mit dieser Reihe verbindet, und lassen Sie das andere Ende mit dem Steckbrett verbunden. Legen Sie die schwarze Sonde gegen diesen Draht und zeichnen Sie den Strom auf. Stecken Sie den Anschlussdraht des Widerstands wieder in das Steckbrett. Lassen Sie die rote Sonde am zusätzlichen Überbrückungskabel befestigt.
Messen und notieren Sie den Strom für den 220-Ohm-Widerstand, indem Sie das vordere Ende des Jumpers entfernen, der ihn mit dem Steckbrett verbindet, und die schwarze Sonde dagegen platzieren. Verwenden Sie das gleiche Verfahren für den 330-Ohm-Widerstand und stellen Sie jedes Mal sicher, dass die Drähte nach Abschluss der Messung wieder in Position gebracht werden. Entfernen Sie das zusätzliche Überbrückungskabel vom Steckbrett und trennen Sie es von der roten Sonde des Multimeters. Setzen Sie die rote Sonde wieder in die Spannungseinstellung im Gehäuse ein.
Berechnen Sie den theoretischen Gesamtwiderstand der drei parallel geschalteten Widerstände. Die Gleichung lautet 1/R(Gesamt) = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Einsetzen der Werte von R1 = 100, R2 = 220 und R3 = 330 ergibt 1/R(Gesamt) = 1/100 + 1/220 + 1/330 = 0,010. + 0.0045 + 0.003. Daher 1/R(Gesamt) = 0,0175 Ohm und R(Gesamt) = 57 Ohm.
Berechnen Sie den theoretischen Strom I für jeden Widerstand. Die Gleichung lautet I = V / R. Für den 100-Ohm-Widerstand gilt I1 = V / R1 = 3 V / 100 = 0,03 Ampere = 30 mA. Gehen Sie für die anderen beiden Widerstände genauso vor. Die Antworten sind I2 = 3 V / 220 = 13 mA und I3 = 3 V / 330 Ohm = 9 mA. Vergleichen Sie diese berechneten Ergebnisse mit den experimentellen Ergebnissen, die bei Verwendung des Multimeters zum Messen des Stroms gefunden wurden.
Dinge, die du brauchen wirst
- 100-Ohm-Widerstand
- 220-Ohm-Widerstand
- 330-Ohm-Widerstand
- 2 AA-Batterien
- Batteriehalter
- Überbrückungsdrähte
- Lötfreies Steckbrett
- Digital-Multimeter
Warnungen
Um ein Durchbrennen von Sicherungen zu vermeiden, befolgen Sie die Anweisungen sorgfältig, wenn Sie das Multimeter zur Strommessung verwenden.