Elektrische Schaltkreise liefern elektrischen Strom von einer Quelle an Geräte, die sie verwenden, wie z. B. eine Glühbirne oder einen Lautsprecher. Schaltungen gibt es in zwei Grundvarianten, Serie und Parallel; jeder Typ hat Vor- und Nachteile für die Verwaltung von Spannung und Strom. Die Reihenschaltung von Komponenten bedeutet, dass sie nacheinander verbunden werden, während bei der Parallelverdrahtung eine leiterartige Verbindung verwendet wird, bei der die Komponenten wie die "Sprossen" der Leiter sind.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eine Reihenschaltung teilt den gleichen Strom zwischen ihren Komponenten; eine Parallelschaltung teilt die gleiche Spannung.
Stromquellen in Reihe versus parallel
Eine elektrische Quelle, wie eine Batterie oder ein Netzteil, erzeugt eine Spannungsdifferenz über den Stromkreis, die den elektrischen Strom treibt. Nach dem Ohmschen Gesetz gilt: Je größer die Spannung, desto größer der Strom. Bei in Reihe geschalteten Batterien ist die Gesamtspannung die Summe der Einzelspannungen. Drei 5-Volt-Batterien in Reihe erzeugen beispielsweise insgesamt 15 Volt. Im Gegensatz dazu addieren sich die Spannungen bei parallel geschalteten Batterien nicht, wohl aber ihre Kapazitäten. Das bedeutet, wenn eine 5-Volt-Batterie einen Stromkreis zwei Stunden lang mit Strom versorgt, würden zwei parallel geschaltete 5-Volt-Batterien vier Stunden halten, aber insgesamt nur 5 Volt liefern.
Widerstände in Reihe versus Parallel
Widerstände reduzieren den Strom, den eine Schaltung unter Verwendung der elektrischen Leistung an das Gerät liefert. Dies ist notwendig, um stromempfindliche Bauteile zu schützen und den Strom im Stromkreis zu regulieren. Der Widerstand wird in Ohm gemessen. Ähnlich wie die Spannung von Batterien ergeben in Reihe geschaltete Widerstände einen zusätzlichen Gesamtwiderstand. Drei in Reihe geschaltete 2-Ohm-Widerstände ergeben einen Widerstand von insgesamt 6 Ohm. Um den Gesamtwiderstand für parallel geschaltete Widerstände zu berechnen, verwenden Sie die folgende Formel:
\frac{1}{R_{tot}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+...
Zum Beispiel für drei 2-Ohm-Widerstände parallel:
R_{tot}=\frac{1}{1/2 + 1/2 + 1/2} = 0,67\text{ Ohm}
Schalter in Reihe versus parallel
Mit Schaltern können Sie einen Stromkreis ein- oder ausschalten. Wenn ein Schalter geschlossen ist, fließt Strom, während offene Schalter den Stromkreis unterbrechen und den Fluss stoppen. Bei mehreren in Reihe geschalteten Schaltern ist nur ein offener Schalter erforderlich, um den Strom zu unterbrechen. Dies kann nützlich sein, wenn Sie einen langen Stromkreis haben und ihn von verschiedenen Orten aus ein- und ausschalten möchten, z. B. wenn mehrere Lichtschalter das Licht in der Mitte des Raums steuern. Bei parallel verdrahteten Schaltern müssen jedoch alle geöffnet sein, um den Stromfluss zu stoppen. Verschiedene Kombinationen von geöffneten und geschlossenen Parallelschaltungen können den Strom an verschiedene Komponenten – wie Widerstände, stromversorgte Geräte und Netzteile – innerhalb der Schaltung umleiten.