Inhalt

• Schreiten
• Methode 1 von 4: Reihenschaltung
• Methode 2 von 4: Parallelschaltung
• Methode 3 von 4: Kombinierte Schaltung
• Methode 4 von 4: Potenzformeln
• Tipps

Es gibt zwei Möglichkeiten, elektrische Komponenten anzuschließen. Reihenschaltungen sind Komponenten, die nacheinander verbunden sind, während in einer Parallelschaltung Komponenten in parallelen Zweigen verbunden sind. Die Art und Weise, wie Widerstände gekoppelt werden, bestimmt, wie sie zum Gesamtwiderstand der Schaltung beitragen.

Schreiten

Methode 1 von 4: Reihenschaltung

1. Lernen Sie, eine Serienverbindung zu erkennen. Eine Reihenschaltung ist eine einzelne Schleife ohne Verzweigungen. Alle Widerstände oder andere Komponenten sind nacheinander angeordnet.
2. Addiere alle Widerstände. In einer Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand gleich der Summe aller Widerstände. Durch jeden Widerstand fließt der gleiche Strom, sodass sich jeder Widerstand wie erwartet verhält.
   • Beispielsweise hat eine Reihenschaltung einen Widerstand von 2 Ω (Ohm), 5 Ω und 7 Ω. Der Gesamtwiderstand der Schaltung beträgt 2 + 5 + 7 = 14 Ω.
3. Beginnen Sie stattdessen mit der Stromstärke und Spannung. Wenn Sie die einzelnen Widerstandswerte nicht kennen, können Sie sie mit dem Ohmschen Gesetz berechnen: V = IR oder Spannung = Strom x Widerstand. Der erste Schritt besteht darin, den Strom in der Schaltung und die Gesamtspannung zu bestimmen:
   • Der Strom einer Reihenschaltung ist an allen Punkten der Schaltung gleich. Wenn Sie wissen, wie hoch der Strom an einem bestimmten Punkt ist, können Sie diesen Wert in der Gleichung verwenden.
   • Die Gesamtspannung entspricht der Spannung des Netzteils (Batterie). Es ist nicht gleich der Spannung an einer Komponente.
4. Verwenden Sie diese Werte im Ohmschen Gesetz. Ordnen Sie V = IR neu an, um den Widerstand zu ermitteln: R = V / I (Widerstand = Spannung / Strom). Wenden Sie die gefundenen Werte auf diese Formel an, um den Gesamtwiderstand zu erhalten.
   • Beispielsweise wird eine Reihenschaltung von einer 12-Volt-Batterie gespeist, und der Strom beträgt 8 Ampere. Der Gesamtwiderstand über die Schaltung beträgt dann R._{T. T.} = 12 Volt / 8 Ampere = 1,5 Ohm.

Methode 2 von 4: Parallelschaltung

1. Parallelschaltungen verstehen. Eine Parallelschaltung zweigt in mehrere Pfade ab, die dann wieder zusammenkommen. Strom fließt durch jeden Zweig der Schaltung.
   • Wenn die Schaltung Widerstände im Hauptzweig hat (vor oder nach dem Zweig) oder wenn zwei oder mehr Widerstände in einem Zweig vorhanden sind, fahren Sie mit den Anweisungen für eine kombinierte Schaltung fort.
2. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand des Widerstands in jedem Zweig. Da jeder Widerstand nur den durch einen Zweig fließenden Strom verlangsamt, hat dies nur einen geringen Einfluss auf den Gesamtwiderstand der Schaltung. Die Formel für den Gesamtwiderstand R._{T. T.} ist ${ displaystyle { frac {1} {R_ {T}}} = { frac {1} {R_ {1}}} + { frac {1} {R_ {2}}} + { frac {1 } {R_ {3}}} + ... { frac {1} {R_ {n}}}}$Beginnen Sie stattdessen mit dem Gesamtstrom und der Gesamtspannung. Wenn Sie den Wert der einzelnen Widerstände nicht kennen, benötigen Sie den Wert von Strom und Spannung:
   • In einer Parallelschaltung ist die Spannung an einem Zweig gleich der Gesamtspannung an der Schaltung. Solange Sie die Spannung an einem Zweig kennen, können Sie fortfahren. Die Gesamtspannung ist auch gleich der Spannung der Stromquelle der Schaltung, beispielsweise einer Batterie.
   • In einer Parallelschaltung kann der Strom über jeden Zweig unterschiedlich sein. Du hast die gesamt Strom, sonst können Sie nicht herausfinden, wie hoch der Gesamtwiderstand ist.
3. Verwenden Sie diese Werte im Ohmschen Gesetz. Wenn Sie den Gesamtstrom und die Gesamtspannung über den gesamten Stromkreis kennen, können Sie den Gesamtwiderstand nach dem Ohmschen Gesetz ermitteln: R = V / I.
   • Beispielsweise hat eine Parallelschaltung eine Spannung von 9 Volt und einen Strom von 3 Ampere. Der Gesamtwiderstand R._{T. T.} = 9 Volt / 3 Ampere = 3 Ω.
4. Achten Sie auf Zweige mit null Widerstand. Wenn ein Zweig einer Parallelschaltung keinen Widerstand hat, fließt der gesamte Strom durch diesen Zweig. Der Widerstand der Schaltung beträgt dann Null Ohm.
   • In der Praxis bedeutet dies normalerweise, dass ein Widerstand nicht mehr funktioniert oder umgangen (kurzgeschlossen) wird, so dass der höhere Strom andere Teile der Schaltung beschädigen kann.

Methode 3 von 4: Kombinierte Schaltung

1. Teilen Sie Ihre Schaltung in Reihen- und Parallelschaltungen. Eine kombinierte Schaltung besteht aus einer Reihe von Komponenten, die in Reihe (hintereinander) geschaltet sind, und anderen Komponenten, die parallel geschaltet sind (in verschiedenen Zweigen). Suchen Sie nach Teilen Ihres Diagramms, die in Reihen- oder Parallelschaltungen vereinfacht werden können. Kreise jedes dieser Teile ein, damit du sie dir merken kannst.
   • Beispielsweise hat eine Schaltung einen Widerstand von 1 Ω und einen Widerstand von 1,5 Ω, die in Reihe geschaltet sind. Nach dem zweiten Widerstand teilt sich die Schaltung in zwei parallele Zweige, einen mit einem 5 Ω-Widerstand und einen mit einem 3 Ω-Widerstand.
     Kreisen Sie die beiden parallelen Zweige ein, um sie vom Rest der Schaltung zu unterscheiden.
2. Suchen Sie nach dem Widerstand jedes parallelen Abschnitts. Verwenden Sie die Parallelwiderstandsformel ${ displaystyle { frac {1} {R_ {T}}} = { frac {1} {R_ {1}}} + { frac {1} {R_ {2}}} + { frac {1 } {R_ {3}}} + ... { frac {1} {R_ {n}}}}$Vereinfachen Sie Ihr Diagramm. Wenn Sie den Gesamtwiderstand eines parallelen Abschnitts gefunden haben, können Sie den gesamten Abschnitt in Ihrem Diagramm streichen. Behandeln Sie diesen Abschnitt als einen einzelnen Draht mit einem Widerstand, der dem Wert entspricht, den Sie gefunden haben.
   • Im obigen Beispiel können Sie die beiden Zweige ignorieren und sie als einen 1,875 Ω-Widerstand betrachten.
3. Addieren Sie die Vorwiderstände. Sobald Sie jede Parallelschaltung durch einen einzelnen Widerstand ersetzt haben, sollte Ihr Diagramm eine einzelne Schleife sein: eine Reihenschaltung. Der Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung entspricht der Summe aller Einzelwiderstände. Addieren Sie sie also einfach, um die Antwort zu erhalten.
   • Das vereinfachte Diagramm enthält einen 1 Ω-Widerstand, einen 1,5 Ω-Widerstand und den soeben berechneten 1,875 Ω-Abschnitt. Diese sind also alle in Reihe geschaltet ${ displaystyle R_ {T} = 1 + 1,5 + 1,875 = 4,375}$Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz, um die unbekannten Werte zu finden. Wenn Sie nicht wissen, wie hoch der Widerstand in einer bestimmten Komponente Ihrer Schaltung ist, suchen Sie nach einer Möglichkeit, ihn trotzdem zu berechnen. Wenn Sie wissen, wie hoch die Spannung V und der Strom I an dieser Komponente sind, bestimmen Sie ihren Widerstand mit dem Ohmschen Gesetz: R = V / I.

Methode 4 von 4: Potenzformeln

1. Lerne die Formel für Macht. Leistung ist der Grad, in dem die Schaltung Energie verbraucht, und das Ausmaß, in dem sie Energie an das liefert, was die Schaltung antreibt (z. B. eine Lampe). Die Gesamtleistung eines Stromkreises ist gleich dem Produkt aus Gesamtspannung und Gesamtstrom. Oder in Form einer Gleichung: P = VI.
   • Denken Sie daran, wenn Sie dies für den Gesamtwiderstand lösen, benötigen Sie die Gesamtleistung der Schaltung. Es reicht nicht aus, nur die Leistung zu kennen, die durch eine Komponente fließt.
2. Bestimmen Sie den Widerstand anhand von Leistung und Strom. Wenn Sie diese Werte kennen, können Sie die beiden Formeln kombinieren, um den Widerstand zu ermitteln:
   • P = VI (Leistung = Spannung x Strom)
   • Das Ohmsche Gesetz sagt uns, dass V = IR ist.
   • Ersetzen Sie IR durch V in der ersten Formel: P = (IR) I = IR.
   • Neu anordnen, um den Widerstand zu bestimmen: R = P / I.
   • In einer Reihenschaltung entspricht der Strom über eine Komponente dem Gesamtstrom. Dies gilt nicht für eine Parallelschaltung.
3. Bestimmen Sie den Widerstand anhand der Leistung und Spannung. Wenn Sie nur die Leistung und Spannung kennen, können Sie den Widerstand auf dieselbe Weise bestimmen. Vergessen Sie nicht, die volle Spannung im Stromkreis oder die Spannung der Batterie zu verwenden, die den Stromkreis versorgt:
   • P = VI
   • Ordne das Ohmsche Gesetz zu I um: I = V / R.
   • Ersetzen Sie V / R durch I in der Potenzformel: P = V (V / R) = V / R.
   • Ordnen Sie die Formel neu, um den Widerstand zu ermitteln: R = V / P.
   • In einer Parallelschaltung ist die Spannung an einem Zweig gleich der Gesamtspannung. Dies gilt nicht für eine Reihenschaltung: Die Spannung an einer Komponente entspricht nicht der Gesamtspannung.

Tipps

• Die Leistung wird in Watt (W) gemessen.
• Die Spannung wird in Volt (V) gemessen.
• Der Strom wird in Ampere (A) oder in Milliampere (mA) gemessen. 1 ma = ${ displaystyle 1 * 10 ^ {- 3}}$A = 0,001 A.
• Die in diesen Formeln verwendete Leistung P bezieht sich auf das direkte Maß der Leistung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wenn der Stromkreis Wechselstrom (AC) verwendet, ändert sich die Leistung ständig. Elektriker berechnen die durchschnittliche Leistung von Wechselstromkreisen mit der Formel P._{durchschnittlich} = VIcosθ, wobei cosθ der Leistungsfaktor der Schaltung ist.