Gemischtes Netzwerk
R1 liegt in Reihe vor zwei parallelen Zweigen. Der Strom teilt sich erst am Knoten.
R1 + (R2 ∥ R3)
R1
Reihe
R2
Zweig 1
R3
Zweig 2
ERSATZWIDERSTAND
GESAMTSTROM
ZWEIGSTRÖME R2 / R3
·
Hintereinander oder
nebeneinander?
Die Anordnung von Bauteilen verändert Strom, Spannung und Gesamtwiderstand. Die kirchhoffschen Regeln liefern dafür die systematische Grundlage.
FREIES WIDERSTANDSLABOR
Baue dein eigenes Netzwerk
Aktiviere zwei bis vier unterschiedliche Widerstände, wähle Reihe oder Parallel und beobachte Gesamtwiderstand, Gesamtstrom sowie jeden einzelnen Zweig.
Was soll der Pfeil zeigen?
Bauteil und Leitung
Technische Stromrichtung: von + nach 0 V
● elektrischer Knoten
Warum diese Richtung?
Die technische Stromrichtung wurde festgelegt, bevor man Elektronen kannte: Sie zeigt so, als würden positive Ladungen vom Pluspol zum niedrigeren Potenzial fließen. Diese Konvention wird bis heute in Schaltplänen und Formeln verwendet.
Schaltplan zuerst
Aktive Widerstände, Verbindung und Werte werden direkt in der Zeichnung dargestellt. Die Ergebnistabelle erklärt anschließend, was im Plan geschieht.
SCHALTUNG
GESAMT · R UND I
·
PLAUSIBILITÄTSCHECK
BAUTEIL
WIDERSTAND
SPANNUNG
STROM
LEISTUNG
Verständnischeck: Drei Widerstände mit je 300 Ω liegen parallel. Wie groß ist der Gesamtwiderstand?
FORTGESCHRITTENE BEISPIELE
Gemischt schalten und
Gemischt schalten und
Spannung gezielt teilen.
Reale Schaltungen bestehen häufig aus einer Kombination von Reihen- und Parallelzweigen.
Eine Teilspannung erzeugen
Zwei Widerstände in Reihe teilen die Eingangsspannung entsprechend ihrem Verhältnis.
SPANNUNGSTEILER · AUSGANG AM KNOTEN
R1
oben
R2
unten
AUSGANG AN R2
VERHÄLTNIS
Modellgrenze: Eine angeschlossene Last verändert das Verhältnis. Ein Spannungsteiler ist nicht automatisch eine geeignete Spannungsversorgung.
INTERAKTIVER VERGLEICH
Zwei Widerstände, zwei Ergebnisse
Verändere R1 und R2. Das Modell berechnet den Ersatzwiderstand für Reihen- und Parallelschaltung.
Reihenschaltung
Durch alle Bauteile fließt derselbe Strom. Die Teilspannungen addieren sich.
Parallelschaltung
An jedem Zweig liegt dieselbe Spannung. Die Teilströme addieren sich.
Kirchhoffs Knotenregel
Σ Ihinein = Σ Ihinaus
An einem Knoten sammelt sich im idealisierten stationären Fall keine Ladung an. Deshalb ist die Summe der zufließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden Ströme.
Kirchhoffs Maschenregel
Σ U = 0
In einer geschlossenen Masche gleichen sich Spannungsanstiege und Spannungsabfälle aus. So lassen sich auch größere Netzwerke systematisch berechnen.