Reihenschaltung
Eine Reihenschaltung ist die einfachste Form eines elektrischen Stromkreises, weil alle Bauteile nacheinander in einem einzigen Pfad liegen. Dadurch fließt der Strom ohne Abzweigungen durch jedes Element, sodass an jeder Stelle derselbe Strom messbar ist. Gleichzeitig teilt sich die anliegende Spannung auf die einzelnen Widerstände auf, wodurch jeder Widerstand nur einen Teil der Gesamtspannung erhält. Außerdem addieren sich alle Widerstände zu einem Gesamtwert, der den Stromfluss maßgeblich bestimmt.
Reihenschaltungen begegnen dir nicht nur in der Theorie, sondern auch in vielen praktischen Anwendungen. Beispiele sind klassische Lichterketten, Sicherheitsketten in Maschinen, Batteriepacks oder einfache Verbraucher‑Schaltungen. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie sich Strom, Spannung und Widerstand in einer Reihenschaltung verhalten, damit du Schaltungen sicher planen, Messwerte richtig interpretieren und Fehler schneller finden kannst.
Auf dieser Seite lernst du Schritt für Schritt, wie eine Reihenschaltung aufgebaut ist, wie du die wichtigsten Größen berechnest und wie sich unterschiedliche Widerstandswerte auf das Verhalten des Stromkreises auswirken. Zudem findest du praxisnahe Beispiele und vollständig durchgerechnete Aufgaben, die dir den Einstieg besonders leicht machen.
Die 3 Regeln der Reihenschaltung
1. Der Strom ist überall gleich
In einer Reihenschaltung fließt durch jedes Bauteil derselbe Strom:
2. Die Spannungen teilen sich auf
Die Gesamtspannung verteilt sich auf die einzelnen Widerstände:
3. Die Widerstände addieren sich
Der Gesamtwiderstand ist die Summe aller Einzelwiderstände:
Diese drei Regeln bilden die Grundlage jeder Reihenschaltung.
Beispiel 1: Drei gleiche Widerstände (je 100 Ω)
Gegeben:
Uges = 12V
R1 = R2 = R3 = 100Ω
1. Gesamtwiderstand
Rges = 100Ω + 100Ω + 100Ω = 300Ω
2. Gesamtstrom
Iges = Uges / Rges = 12V / 300Ω = 0,04A = 40mA
Da Reihenschaltung: I1 = I2 = I3 = 40mA
3. Spannungsabfälle
U1 = I · R1 = 0,04A · 100Ω = 4V
Da alle Widerstände gleich groß sind gilt:
U2 = 4V
U3 = 4V
Kontrolle: Uges = 4V + 4V + 4V = 12V
Beispiel 2: Unterschiedliche Widerstände (100 Ω, 200 Ω, 300 Ω)
Gegeben:
Uges = 12V
R1 = 100Ω
R2 = 200Ω
R3 = 300Ω
1. Gesamtwiderstand
Rges = 100Ω + 200Ω + 300Ω = 600Ω
2. Gesamtstrom
Iges = Uges / Rges = 12V / 600Ω = 0,02A = 20mA
Da Reihenschaltung: I1 = I2 = I3 = 20mA
3. Spannungen
U1 = I · R1 = 0,02A · 100Ω = 2V
U2 = 0,02A · 200Ω = 4V
U3 = 0,02A · 300Ω = 6V
Kontrolle: Uges = 2V + 4V + 6V = 12V
Praxisbeispiele für Reihenschaltungen
Reihenschaltungen kommen in vielen technischen und alltäglichen Anwendungen vor. In all diesen Fällen fließt der Strom durch alle Bauteile nacheinander, ohne Abzweigungen. Dadurch bleibt der Strom überall gleich, während sich die Spannungen aufteilen und Unterbrechungen den gesamten Stromkreis beeinflussen. Die folgenden Beispiele zeigen typische Einsatzbereiche:
1. Klassische Lichterkette
Frühere Lichterketten waren echte Reihenschaltungen: Alle Lampen lagen hintereinander im Strompfad. Fiel eine Lampe aus, war der gesamte Stromkreis unterbrochen und die komplette Kette blieb dunkel. Ein anschauliches Alltagsbeispiel für die Abhängigkeit aller Bauteile voneinander.
2. Sicherung – Schalter – Verbraucher
In vielen einfachen Stromkreisen sind Sicherung, Schalter und Lampe oder Motor in Reihe geschaltet. Wird die Sicherung ausgelöst oder der Schalter geöffnet, ist der Stromkreis unterbrochen und der Verbraucher erhält keinen Strom mehr.
3. Not‑Aus‑Kette in der Industrie
In Maschinen und Anlagen werden mehrere Not‑Aus‑Taster in Reihe geschaltet. Wird irgendeiner gedrückt, unterbricht er den Stromkreis und die Anlage stoppt sofort. Dieses Beispiel zeigt sehr gut, wie Reihenschaltungen für sicherheitsrelevante Funktionen genutzt werden.
4. Türkontakte und Sicherheitsschalter
Auch mehrere Türkontakte oder Schutztüren einer Maschine werden häufig in Reihe geschaltet. Sobald eine Tür geöffnet wird, wird der Stromkreis unterbrochen und die Maschine darf nicht starten. Dadurch entsteht eine einfache, aber sehr zuverlässige Sicherheitskette.
5. Batterien in Reihe (Spannungserhöhung)
Werden Batterien in Reihe geschaltet, addieren sich ihre Spannungen:
1,5 V + 1,5 V = 3 V, vier Batterien ergeben 6 V usw.
Der Strom bleibt dabei überall gleich. Dieses Prinzip wird in vielen Geräten genutzt, um höhere Betriebsspannungen zu erreichen.
Fazit
Eine Reihenschaltung ist die einfachste Form eines elektrischen Stromkreises: Alle Bauteile liegen hintereinander in einem einzigen Pfad. Dadurch bleibt der Strom überall gleich, während sich die Spannungen auf die einzelnen Widerstände verteilen und sich die Widerstände zu einem Gesamtwert addieren. Die Beispiele und Berechnungen zeigen deutlich, wie sich unterschiedliche Widerstandswerte auf Strom und Spannungsabfälle auswirken und warum Unterbrechungen in einer Reihenschaltung immer den gesamten Stromkreis betreffen. Ob in Lichterketten, Sicherheitsketten, Batteriepacks oder einfachen Verbraucher‑Schaltungen – das Prinzip der Reihenschaltung bildet eine wichtige Grundlage, um elektrische Systeme zu verstehen, Fehler zu erkennen und Schaltungen sicher zu planen.
Bis zum nächsten Mal im AutomatisierungsLabor