Aufgaben: Reihen- und Parallelschaltung

Zwei Glühlampen sind in Reihe, also hintereinander, an eine Batterie angeschlossen, wie in der Abbildung gezeigt.

Durch welche der beiden fließt mehr Strom? Begründe deine Antwort.

Zwei Glühlampen werden parallel an dieselbe Batterie angeschlossen, jede auf ihrem eigenen Weg, wie in der Abbildung gezeigt.

Was haben sie elektrisch gemeinsam: den Strom, der durch sie fließt, oder die Spannung an ihren Anschlüssen? Erkläre.

Zwei Widerstände von $2\ \Omega$ und $3\ \Omega$ werden in Reihe geschaltet, wie in der Abbildung gezeigt.

Wie groß ist der Gesamtwiderstand (Ersatzwiderstand) der Schaltung?

Bei welcher Schaltungsart hat der Strom nur einen einzigen möglichen Weg, bei der Reihen- oder bei der Parallelschaltung? Und bei welcher kann er sich auf mehrere Zweige verteilen?

In einer alten Weihnachtslichterkette sind die Lämpchen in Reihe geschaltet, wie in der Abbildung gezeigt.

Wenn eines durchbrennt und sein Glühfaden reißt, was passiert dann mit den anderen? Erkläre es, indem du an den Weg denkst, den der Strom nimmt.

In einem Modell sind zwei Glühlampen parallel an eine Batterie angeschlossen. Wenn du eine davon herausdrehst, was passiert dann mit der anderen? Begründe deine Antwort.

In Häusern sind die Steckdosen und Lampen parallel und nicht in Reihe geschaltet. Nenne einen Grund und überlege dabei, was passieren würde, wenn man ein Gerät ausschaltet oder eines davon kaputtgeht.

Eine einfache Taschenlampe hat eine Batterie, einen Schalter und eine Glühlampe.

1. a) Sind sie in Reihe oder parallel geschaltet?
2. b) Was passiert mit dem Strom, wenn wir den Schalter öffnen?

Zwei Widerstände, $R_1 = 2\ \Omega$ und $R_2 = 4\ \Omega$, werden in Reihe an eine Batterie mit $12\ \text{V}$ angeschlossen, wie in der Abbildung gezeigt.

1. a) Berechne den Ersatzwiderstand.
2. b) Berechne die Stromstärke, die durch den Stromkreis fließt.
3. c) Bestimme mit dem ohmschen Gesetz die Spannung an den Anschlüssen jedes Widerstands und überprüfe, dass beide Spannungen zusammen die $12\ \text{V}$ der Batterie ergeben.

Zwei Widerstände, $R_1 = 6\ \Omega$ und $R_2 = 12\ \Omega$, werden parallel an eine Batterie mit $12\ \text{V}$ angeschlossen.

1. a) Welche Spannung liegt an den Enden jedes Widerstands an?
2. b) Berechne die Stromstärke in jedem Zweig.
3. c) Wie groß ist der Gesamtstrom, den die Batterie liefert?

Drei Glühlampen mit je $2\ \Omega$ werden wie in der Abbildung in Reihe an eine Batterie mit $12\ \text{V}$ angeschlossen.

1. a) Berechne den Gesamtwiderstand.
2. b) Welche Stromstärke fließt durch die Lampen?
3. c) Welche Spannung liegt an jeder Glühlampe an?

Du hast eine Batterie mit $6\ \text{V}$ und zwei gleiche Glühlampen mit je $6\ \Omega$, wie in der Abbildung gezeigt.

1. a) Wenn du sie in Reihe schaltest: Welcher Strom fließt durch jede Lampe?
2. b) Wenn du sie parallel schaltest: Welcher Strom fließt durch jede Lampe?
3. c) In welcher Schaltung leuchten sie heller? Begründe mit deinen Ergebnissen.

Zwei Widerstände mit $4\ \Omega$ und $12\ \Omega$ sind parallel geschaltet. Bekannt ist, dass in dieser Schaltung $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$ gilt. Berechne den Ersatzwiderstand der Anordnung.

Zwei gleiche Glühlampen in Reihenschaltung sind an eine Batterie mit $9\ \text{V}$ angeschlossen.

1. a) Begründe, ohne ihren Widerstand zu kennen, wie sich die Spannung auf die beiden Lampen aufteilt.
2. b) Wie viel Volt liegen an jeder Lampe an?
3. c) Wie würde sich die Aufteilung ändern, wenn die Glühlampen verschieden wären?

Im Klassenraum gibt es sechs LED-Röhren. Wenn eine kaputtgeht, leuchten die anderen weiter.

1. a) Sind sie in Reihe oder parallel geschaltet?
2. b) Begründe deine Antwort, indem du erklärst, was mit dem Strom passiert, wenn eine ausfällt.

Wir wollen den Gesamtstrom messen, den eine Batterie in einem Stromkreis mit zwei parallel geschalteten Glühlampen liefert, wie in der Abbildung.

1. a) Wo bringen wir das Amperemeter an: in einem der Zweige oder direkt an der Batterie, bevor sich der Weg verzweigt?
2. b) Was würde das Gerät an diesen beiden Stellen jeweils messen?

An eine Batterie mit $9\ \text{V}$ schalten wir gleiche Glühlampen mit je $3\ \Omega$ in Reihe, und zwar eine nach der anderen.

1. a) Berechne die Stromstärke im Stromkreis mit einer, mit zwei und mit drei Glühlampen.
2. b) Was passiert mit der Helligkeit der Glühlampen, wenn wir immer mehr in Reihe schalten?
3. c) Erkläre das Ergebnis mithilfe des Ersatzwiderstands und des ohmschen Gesetzes.

Jetzt schließen wir an eine Batterie mit $6\ \text{V}$ gleiche Glühlampen mit je $12\ \Omega$ parallel an, und zwar eine nach der anderen.

1. a) Welcher Strom fließt durch jede Glühlampe, wenn es eine, zwei oder drei sind?
2. b) Berechne in jedem Fall den Gesamtstrom, den die Batterie liefert.
3. c) Begründe, warum die Batterie umso schneller leer ist, je mehr Lampen wir parallel schalten.

Die beiden Scheinwerfer eines Autos sind parallel an die Batterie mit $12\ \text{V}$ angeschlossen und haben jeweils einen Widerstand von $6\ \Omega$.

1. a) Welcher Strom fließt durch jeden Scheinwerfer?
2. b) Wie groß ist der Gesamtstrom, den die Batterie bei eingeschalteten Scheinwerfern liefert?
3. c) Was passiert mit dem anderen Scheinwerfer, wenn einer durchbrennt? Begründe mit der Art der Schaltung.

Drei Widerstände mit $2\ \Omega$, $4\ \Omega$ und $4\ \Omega$ sind parallel geschaltet, wie in der Abbildung gezeigt.

1. a) Berechne den Ersatzwiderstand mithilfe von $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$.
2. b) Die Anordnung wird an eine Batterie mit $6\ \text{V}$ angeschlossen. Welcher Gesamtstrom fließt?
3. c) Berechne den Strom in jedem Zweig und überprüfe, dass die drei Ströme zusammen den Gesamtstrom ergeben.

Ein Widerstand mit $6\ \Omega$ und ein weiterer mit $3\ \Omega$ werden parallel geschaltet.

1. a) Berechne den Ersatzwiderstand.
2. b) Überprüfe, dass er sogar kleiner ist als der kleinere der beiden Widerstände.
3. c) Erkläre anhand der Wege, die der Strom hat, warum ein zusätzlicher Parallelzweig dem Strom immer das Fließen erleichtert.

Ein Mitschüler behauptet: „Bei der Reihenschaltung verteilt sich der Strom der Batterie auf die Glühlampen.“

1. a) Hat er recht?
2. b) Berechne für eine Batterie mit $12\ \text{V}$ und zwei Glühlampen mit je $3\ \Omega$ in Reihe den Strom durch jede Lampe und die Spannung an jeder Lampe.
3. c) Korrigiere den Satz deines Mitschülers: Was verteilt sich in einer Reihenschaltung tatsächlich?

Du willst zwei Modelle mit je einer Glühlampe beleuchten. Sie sollen sich mit nur einer Batterie getrennt ein- und ausschalten lassen.

1. a) Würdest du sie in Reihe oder parallel schalten? Warum?
2. b) Welchen Vorteil hat deine Wahl, wenn eine Glühlampe durchbrennt?
3. c) Welchen Nachteil hat sie für die Lebensdauer der Batterie? Beziehe dich auf den gelieferten Gesamtstrom.

In einer Wohnung sind der Backofen ($23\ \Omega$) und die Mikrowelle ($46\ \Omega$) parallel an das Netz mit $230\ \text{V}$ angeschlossen.

1. a) Berechne den Strom durch jedes Gerät, wenn beide gleichzeitig laufen.
2. b) Welcher Gesamtstrom fließt im Stromkreis der Küche?
3. c) Begründe, warum die Geräte parallel und nicht in Reihe geschaltet sein sollten. Denke dabei an die Spannung, die jedes Gerät benötigt.