Wie teilt sich Strom bei Parallelschaltung?
Grundlegende Erklärung der Parallelschaltung
Bei einer Parallelschaltung sind mehrere elektrische Bauteile so miteinander verbunden, dass sie alle an beiden Enden direkt miteinander verbunden sind. In einer Parallelschaltung wird der Strom aufgeteilt, während die Spannung über alle Bauteile hinweg konstant bleibt. Jedes Bauteil in der Parallelschaltung hat seinen eigenen Stromkreis, der parallel zu den anderen Stromkreisen verläuft.
Der Gesamtstrom in einer Parallelschaltung
In einer Parallelschaltung wird der Gesamtstrom, der in den Stromkreis fließt, auf die einzelnen Bauteile aufgeteilt. Der Gesamtstrom ist die Summe der Ströme, die durch jedes Bauteil fließen. Die Aufteilung des Stroms erfolgt nach dem ohmschen Gesetz, welches besagt, dass der Strom (I) durch ein Bauteil proportional zur Spannung (U) und umgekehrt proportional zum Widerstand (R) ist.
Berechnung des Stroms in einer Parallelschaltung
Um den Strom in einer Parallelschaltung zu berechnen, muss der Gesamtwiderstand (Rges) bekannt sein. Der Gesamtwiderstand in einer Parallelschaltung wird durch die Formel 1/Rges = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn berechnet. Dabei sind R1, R2 usw. die Widerstände der einzelnen Bauteile. Sobald der Gesamtwiderstand bekannt ist, kann der Gesamtstrom (Iges) mit der Formel Iges = U/Rges berechnet werden.
Der Strom (I) durch jedes einzelne Bauteil kann dann mit der Formel I = U/R berechnet werden, wobei R der Widerstand des jeweiligen Bauteils ist. Auf diese Weise wird der Gesamtstrom auf die einzelnen Bauteile aufgeteilt.
Beispiel einer Parallelschaltung
Angenommen, wir haben drei Widerstände in einer Parallelschaltung. R1 hat einen Widerstand von 10 Ohm, R2 hat einen Widerstand von 20 Ohm und R3 hat einen Widerstand von 30 Ohm. Die Spannung beträgt 12 Volt.
Um den Gesamtwiderstand zu berechnen, verwenden wir die Formel 1/Rges = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3:
1/Rges = 1/10 + 1/20 + 1/30
1/Rges = 3/30 + 2/30 + 1/30
1/Rges = 6/30
Rges = 30/6
Rges = 5 Ohm
Der Gesamtstrom (Iges) kann nun mit der Formel Iges = U/Rges berechnet werden:
Iges = 12/5
Iges = 2.4 Ampere
Der Strom durch jeden Widerstand kann mit der Formel I = U/R berechnet werden:
I1 = 12/10
I1 = 1.2 Ampere
I2 = 12/20
I2 = 0.6 Ampere
I3 = 12/30
I3 = 0.4 Ampere
Die Summe der Ströme durch jeden Widerstand ergibt den Gesamtstrom:
1.2 + 0.6 + 0.4 = 2.4 Ampere
Der Strom teilt sich also proportional zu den Widerständen in der Parallelschaltung auf.
FAQs
1. Was passiert, wenn ein Bauteil in einer Parallelschaltung ausfällt?
Wenn ein Bauteil in einer Parallelschaltung ausfällt, fließt der Strom weiterhin durch die anderen Bauteile, da diese unabhängig voneinander sind. Der Gesamtstrom wird jedoch entsprechend reduziert, da der Strom nicht mehr auf das ausgefallene Bauteil aufgeteilt wird.
2. Was passiert mit dem Gesamtwiderstand, wenn weitere Bauteile in einer Parallelschaltung hinzugefügt werden?
Wenn weitere Bauteile in eine Parallelschaltung hinzugefügt werden, verringert sich der Gesamtwiderstand. Dies liegt daran, dass der Gesamtwiderstand in einer Parallelschaltung durch die Summe der Kehrwerte der einzelnen Widerstände berechnet wird. Wenn ein weiterer Kehrwert hinzugefügt wird, wird die Summe größer und der Gesamtwiderstand kleiner.
3. Kann der Strom in einer Parallelschaltung größer sein als die Gesamtsumme der Ströme durch die einzelnen Bauteile?
Nein, der Strom in einer Parallelschaltung kann niemals größer sein als die Summe der Ströme durch die einzelnen Bauteile. Der Gesamtstrom ist die Summe der Ströme durch jedes Bauteil.
4. Kann der Gesamtstrom in einer Parallelschaltung kleiner sein als der Strom durch das Bauteil mit dem geringsten Widerstand?
Ja, der Gesamtstrom in einer Parallelschaltung kann kleiner sein als der Strom durch das Bauteil mit dem geringsten Widerstand. Dies tritt auf, wenn die anderen Bauteile einen höheren Widerstand haben und somit einen geringeren Strom durchlassen.
5. Wie beeinflusst die Parallelschaltung die Helligkeit von Lampen?
In einer Parallelschaltung beeinflusst die Anzahl der Lampen nicht die Helligkeit der einzelnen Lampen. Jede Lampe hat ihre eigene Stromversorgung und leuchtet somit mit der gleichen Helligkeit, unabhängig von der Anzahl der Lampen in der Parallelschaltung.
