Widerstände gehören zu den häufigsten elektronischen Komponenten. Sie werden verwendet, um den Strom in elektrischen Schaltungen zu begrenzen und den Widerstand zu ändern.
Eine der Hauptfragen, die beim Arbeiten mit Widerständen auftreten, ist die Wahl der Verbindung: seriell oder parallel. Wenn der Widerstand in Reihe geschaltet wird, bilden die Widerstände einen Stromkreis, in dem der Strom abwechselnd durch jeden Widerstand fließt. Bei einer parallelen Verbindung sind die Widerstände umgekehrt parallel zueinander verbunden und der Strom wird zwischen ihnen geteilt.
Der Schaltungswiderstand in der seriellen Verbindung ist gleich der Summe der Widerstände aller Widerstände. Dabei wird der größte Widerstand der Widerstand mit dem größten Wert sein. In einer Parallelverbindung kann der Gesamtwiderstand durch die Formel gefunden werden, an der die Widerstandswerte aller Widerstände beteiligt sind. Bei einer Parallelverbindung hat der Widerstand mit dem niedrigsten Wert den größten Widerstand.
Daher kann man daraus schließen, dass in einer seriellen Verbindung der Widerstand größer ist als in einer parallelen Verbindung. Abhängig von der Aufgabe und den erforderlichen Widerstandswerten muss die optimale Verbindung der Widerstände ausgewählt werden.
Der Widerstandsunterschied zwischen einer seriellen und einer parallelen Verbindung von Widerständen
Serielle Verbindung von Widerständen tritt auf, wenn ein Ende jedes Widerstands mit dem anderen Ende des nächsten Widerstands verbunden ist. In einer solchen Verbindung addieren sich die Widerstände der Widerstände, dh der Gesamtwiderstand entspricht der Summe der Widerstände jedes Widerstands.
Parallelschaltung von Widerständen tritt auf, wenn beide Enden jedes Widerstands mit gemeinsamen Punkten verbunden sind. In einer solchen Verbindung wird der Gesamtwiderstand der Widerstände anhand der Formel berechnet: 1/ Gesamtwiderstand = 1/Widerstand1 + 1/Widerstand2 + 1/Widerstand3 + .
Der Unterschied zwischen einer seriellen und einer parallelen Verbindung von Widerständen liegt im Wert des Gesamtwiderstands.
In Reihenschaltung der Gesamtwiderstand ist immer größer als der größte Widerstand eines einzelnen Widerstands. Dies liegt daran, dass im Falle einer seriellen Verbindung Strom durch jeden Widerstand fließt. Jeder Widerstand fügt dem Stromkreis Widerstand hinzu und erhöht den Gesamtwiderstand.
In Parallelschaltung der Gesamtwiderstand ist immer kleiner als der kleinste Widerstand eines einzelnen Widerstands. Dies liegt daran, dass im Falle einer parallelen Verbindung der Strom zwischen den Widerständen geteilt wird. Jeder Widerstand erzeugt einen zusätzlichen Weg für Strom, der es ermöglicht, durch sich selbst zu fließen, anstatt durch einen widerstandsfähigeren Widerstand zu fließen.
Somit ist der Widerstand bei einer parallelen Verbindung geringer als bei einer seriellen Verbindung.
Widerstand in der seriellen Verbindung von Widerständen
Im Falle einer aufeinanderfolgenden Verbindung von Widerständen entspricht der Widerstand der gesamten Schaltung der Summe der Widerstandswerte jedes einzelnen Widerstands. Dies liegt daran, dass der Strom in jedem Widerstand gleich ist, da die Schaltung einen einzigen Weg für den elektrischen Strom darstellt. Daher hängt die Spannung an jedem Widerstand von seinem Widerstand ab.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, erhöht sich der Widerstand der gesamten Schaltung. Dies liegt daran, dass der Gesamtwiderstand der Summe der Widerstände jedes Widerstands entspricht. Wenn die Widerstandswerte der Widerstände unterschiedlich sind, ist der Widerstand der gesamten Schaltung größer als der Widerstand des größten Widerstands.
Man kann es auch mathematisch ausdrücken: Allgemeiner Widerstand (Rges.) wird nach der Formel berechnet:
In einer seriellen Verbindung von Widerständen nimmt also der Widerstand der Schaltung mit steigender Anzahl von Widerständen oder steigenden Widerständen zu. Dies kann in vielen praktischen Anwendungen nützlich sein, da es Ihnen ermöglicht, den Widerstand in einer Schaltung durch Hinzufügen oder Entfernen von Widerständen zu steuern.
Widerstand in der Parallelschaltung von Widerständen
Der Widerstand in einer parallelen Verbindung von Widerständen wird durch die folgende Formel bestimmt:
Wobei RDampf - der resultierende Widerstand der parallelen Verbindung, R1, R2, . , Rn - die Widerstände jedes Widerstands in einer parallelen Verbindung.
Diese Formel zeigt, dass die Summe der umgekehrten Widerstandswerte jedes Widerstands in einer parallelen Verbindung gleich dem umgekehrten Wert des resultierenden Widerstands ist. Das heißt, je kleiner der Widerstand jedes Widerstands ist, desto größer ist der resultierende Widerstand der parallelen Verbindung.
Daher ist der Widerstand in der Parallelschaltung der Widerstände kleiner als in der seriellen Verbindung, wo sich die Widerstände addieren.
Wie kann ich feststellen, in welcher Verbindung der Widerstand größer ist?
Der Widerstand in einem elektrischen Stromkreis kann auf zwei Arten verbunden werden: nacheinander oder parallel. Abhängig von der Verbindung kann sich der Widerstand der Schaltung ändern.
In einer seriellen Widerstandsverbindung sind die Widerstände nacheinander angeordnet, so dass der durch jeden Widerstand strömende Strom gleich ist. Der Gesamtwiderstand in der Schaltung entspricht in diesem Fall der Summe der Widerstände jedes Widerstands.
In einer parallelen Verbindung sind die Widerstände so angeordnet, dass ihre Enden miteinander verbunden sind, um parallele Wege für den Strom zu bilden. In diesem Fall ist die Spannung an jedem Widerstand gleich, und der Gesamtwiderstand in der Schaltung wird nach der Formel berechnet: die inverse Summe der inverse Widerstandswerte jedes Widerstands.
Um zu bestimmen, in welcher Verbindung der Widerstand größer ist, müssen Sie die Gesamtwerte vergleichen. Wenn der Gesamtwiderstand in der seriellen Verbindung größer ist als in der parallelen Verbindung, ist der Widerstand in der seriellen Verbindung größer. Wenn der Gesamtwiderstand in der Parallelverbindung größer ist als in der seriellen Verbindung, ist der Widerstand in der Parallelverbindung größer.
Anhand dieser Prinzipien kann festgestellt werden, in welcher der beiden Verbindungen der Widerstand größer ist. Dies kann bei der Berechnung von Stromkreisen und bei der Auswahl geeigneter Widerstände für bestimmte Aufgaben nützlich sein.
Vor- und Nachteile einer seriellen Verbindung
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, addieren sich ihre Widerstände. Die serielle Verbindung von Widerständen hat ihre Vor- und Nachteile.
Vorteile der seriellen Verbindung:
| 1. | Einfache Berechnung des Gesamtwiderstands - Die Berechnung des Widerstands in einer Schaltung basiert auf der Summierung der Werte einzelner Widerstände. |
| 2. | Zuverlässiger Betrieb - Wenn ein Widerstand ausfällt, funktionieren die anderen Widerstände weiterhin. |
| 3. | Der beste Überlastschutz ist, wenn ein Widerstand mit dem Strom nicht zurechtkommt, können die anderen Widerstände die Last teilen. |
Nachteile einer seriellen Verbindung:
| 1. | Widerstandserhöhung - Der Gesamtwiderstand der Schaltung entspricht der Summe der Werte der einzelnen Widerstände, daher ist der Widerstand in der seriellen Verbindung immer größer als jeder einzelne Widerstand. |
| 2. | Strombegrenzung - Der maximale Strom durch den Stromkreis wird durch den kleinsten Widerstand in der seriellen Verbindung bestimmt, was beim Anschließen von Lasten mit unterschiedlichen Stromanforderungen ein Problem darstellen kann. |
Vor- und Nachteile einer parallelen Verbindung
Die parallele Verbindung von Widerständen hat Vor- und Nachteile.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Erhöhung des Gesamtwiderstands | Verbrauch von mehr Strom |
| Stromverteilung zwischen Widerständen | Die Auswahl geeigneter Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten kann schwierig sein |
| Erhöhung der Lastleistung | Schwierigkeiten beim Austausch einzelner Widerstände im Fehlerfall |
Die parallele Verbindung der Widerstände ermöglicht eine Erhöhung des Gesamtwiderstands, eine gleichmäßige Verteilung des Stroms zwischen den Widerständen und eine Erhöhung der Lastleistung. Diese Art der Verbindung hat jedoch ihre Nachteile, wie der Verbrauch von mehr Strom, die Schwierigkeit, Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten auszuwählen, und die Schwierigkeit, einzelne Widerstände im Falle eines Fehlers zu ersetzen.
