Serienschaltung - so funktioniert sie

Hinter dem Begriff der Serienschaltung versteckt sich ein einfaches Prinzip: zwei Dinge werden hintereinander gehängt.


In der Elektrotechnik gibt es zwei elementare Möglichkeiten zwei Elemente miteinander zu verschalten: Einerseits nebeneinander, das ist eine Parallel- schaltung oder hinterein- ander, wobei man von einer Reihen- oder Serien- schaltung spricht. Werden zwei elektrische Bauteile in Reihe geschaltet, so gilt immer, dass der Strom (Formelzeichen [I], Einheit Ampere) der sie durchfließt, in beiden Bauteilen den gleichen Betrag hat, während an den beiden meist eine unterschiedliche Spannung gemessen (Formelzeichen [U], Einheit Volt) wird.

Serienschaltung von Wiederständen
Werden zwei elektrische Wiederstände (Formelzeichen [R], Einheit Ohm) in Serie geschaltet, berechnet sich der Gesamtwiederstand dieser Konstellation ganz einfach aus der Summe der Einzelwiederstände (Rges = R1 + R2). Hiermit kann man in der Gesamtschaltung den Strom und die Spannung dieser Kombination berechnen. Ausgehend von diesen Werten ist es nun möglich, diese auch für die Einzelwiederstände zu berechnen. Der Strom entspricht dem der Reihenschaltung, während sich die Spannung aus dem Produkt von Strom und Wiederstand (U1 = I1 * R1) berechnet. Auch interessant zu wissen ist, dass die Summe der beiden Einzelspannungen die Gesamtspannung der Reihenschaltung ergibt (Uges = U1 + U2).

Serienschaltung von Spulen
Auch bei Spulen (Formelzeichen [L], Einheit Henry) wird die Gesamtinduktivität als die Summe der Einzelwerte (Lges = L1 + L2) gebildet. Hier gilt jedoch zu beachten dass eine ideale Spule in der Gleichstromtechnik durch einen Kurzschluss ersetzt werden kann und erst in der Wechselstromtechnik einen Einfluss auf die Schaltung entwickelt.

Reihenschaltung von Kondensatoren
Werden Kondensatoren (Formelzeichen [C], Einheit Farad) in Serie geschalten, kann die Gesamtkapazität jedoch nicht als die Summe der Einzelwerte berechnet werden. Hierbei gilt dieser Zusammenhang für die Kehrwerte (1/Cges = 1/C1 + 1/C2). In der Gleichstromtechnik wird der Kondensator durch eine Unterbrechung ersetzt und auch der Kondensator entwickelt erst in der Wechselstromtechnik seine volle Wirkung.

Serienschaltung der Mechanik
Auch in andern Disziplinen ist der Terminus der Serienschaltung gebräuchlich. So spricht man in der Mechanik von einer Serienschaltung von Federn, wenn man diese an einander hängt. Die entwickelte Kraft bei einer definierten Auslenkung berechnet sich hierbei folgendermaßen: F = -x / (1/c1 + 1/c2), wobei F die Kraft, x die Längenänderung und c die Federkonstanten sind.