Serielle und parallele Gleichstromkreise erklärt (mit Beispielen)
Was ist ein elektrischer Schaltkreis?
Ein elektrischer Schaltkreis ist eine Kombination aus zwei oder mehr elektrischen Bauteilen, die durch leitende Wege miteinander verbunden sind. Die elektrischen Bauteile können aktive Bauteile, passive Bauteile oder eine Kombination aus beidem sein.
Was ist ein Gleichstromschaltkreis (DC-Schaltkreis)?
Es gibt zwei Arten von Elektrizität – Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Der Schaltkreis, der mit Gleichstrom (DC) arbeitet, wird als Gleichstromschaltkreis (DC-Schaltkreis) bezeichnet, während der Schaltkreis, der mit Wechselstrom (AC) arbeitet, als Wechselstromschaltkreis (AC-Schaltkreis) bezeichnet wird.
Die Komponenten des elektrischen Gleichstromschaltkreises (DC-Schaltkreises) sind hauptsächlich ohmsche Widerstände, während die Komponenten des Wechselstromschaltkreises (AC-Schaltkreises) sowohl reaktiv als auch ohmsch sein können.
Jeder elektrische Schaltkreis kann in drei verschiedene Gruppen unterteilt werden – Serie, Parallel und Seriell-Parallel. Beispielsweise können bei Gleichstrom (DC) die Schaltkreise ebenfalls in drei Gruppen unterteilt werden, wie Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie), Parallelschaltkreis (DC-Schaltkreis in Parallel) und Seriell-Parallelschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie und Parallel).
Was ist ein Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie)?
Wenn alle ohmschen Bauteile eines Gleichstromschaltkreises (DC-Schaltkreises) hintereinander angeschlossen sind, um einen einzigen Weg für den Stromfluss zu bilden, dann wird der Schaltkreis als Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie) bezeichnet. Die Art der Verbindung der Bauteile hintereinander wird als Serienverbindung bezeichnet.
Angenommen, wir haben n Anzahl von Widerständen R1, R2, R3………… Rn und sie sind in einer hintereinanderliegenden Weise verbunden, was bedeutet, dass sie in Serie verbunden sind. Wenn diese Serienkombination an eine Spannungsquelle angeschlossen wird, beginnt der Strom, durch diesen einzigen Pfad zu fließen.
Da die Widerstände hintereinander angeordnet sind, tritt der Strom zuerst in R1 ein, dann fließt dieser gleiche Strom in R2, dann in R3 und schließlich erreicht er Rn, von wo der Strom in die negativen Anschlüsse der Spannungsquelle eintritt.
Auf diese Weise fließt der gleiche Strom durch jeden in Serie geschalteten Widerstand. Daher kann man schlussfolgern, dass in einem Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie) der gleiche Strom durch alle Teile des elektrischen Schaltkreises fließt.
Laut dem Ohm’schen Gesetz ist das Spannungsabfall über einem Widerstand das Produkt seiner elektrischen Widerstandskraft und des durch ihn fließenden Stromes.
Hier ist der Strom durch jeden Widerstand gleich, daher ist der Spannungsabfall über jedem Widerstand proportional zu seinem Widerstandswert.
Wenn die Widerstände der Widerstände nicht gleich sind, dann sind auch die Spannungsabfälle über ihnen nicht gleich. Somit hat jeder Widerstand seinen individuellen Spannungsabfall in einem Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie).
Gleichstromserienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie) mit drei Widerständen
Unten ist eine Abbildung eines Gleichstromserienschaltkreises (DC-Schaltkreises in Serie) mit drei Widerständen. Der Stromfluss wird hier durch einen beweglichen Punkt dargestellt. Beachten Sie, dass dies nur eine konzeptionelle Darstellung ist.
Beispiel für einen Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie)
Angenommen, drei Widerstände R1, R2, und R3 sind in Serie an eine Spannungsquelle von V (in Volt) angeschlossen, wie in der Abbildung gezeigt. Lassen Sie den Strom I (in Ampere) durch den Serienschaltkreis fließen. Gemäß dem Ohm’schen Gesetz gilt:
Der Spannungsabfall über dem Widerstand R1, V1 = IR1
Der Spannungsabfall über dem Widerstand R2, V2 = IR2
Der Spannungsabfall über dem Widerstand R3, V3 = IR3
Der Spannungsabfall über dem gesamten Serienschaltkreis (DC-Schaltkreis in Serie),
V = Spannungsabfall über dem Widerstand R1 + Spannungsabfall über dem Widerstand R2 + Spannungsabfall über dem Widerstand R3
Laut dem Ohm’schen Gesetz ist der elektrische Widerstand eines elektrischen Schaltkreises durch V ⁄ I gegeben und das ist R. Daher,
Also ist der effektive Widerstand des Serienschaltkreises (DC-Schaltkreises in Serie) 
. Aus diesem Ausdruck kann man schließen, dass, wenn eine Anzahl von Widerständen in Serie verbunden sind, der äquivalente Widerstand der Serienkombination die arithmetische Summe ihrer individuellen Widerstände ist.
Aus der obigen Diskussion ergeben sich die folgenden Punkte:
