Berechnung des Spannungsabfalls in einer Reihenschaltung

In der Welt der Elektrotechnik ist der Spannungsabfall ein essentielles Konzept. Besonders in Reihenschaltungen ist das Verständnis dieses Phänomens von großer Bedeutung. In Reihenschaltungen teilt sich die Gesamtspannung auf die einzelnen Widerstände auf was verschiedene Berechnungen notwendig macht. Daher ist es unerlässlich das Ohmsche Gesetz zu kennen. Es beschreibt die Beziehung zwischen Spannung, Stromstärke und Widerstand.

Das Ohmsche Gesetz formuliert sich einfach: U = R * I. Hierbei steht U für die Spannung in Volt R für den Widerstand in Ohm und I für die Stromstärke in Ampere. Diese Beziehung lässt sich nutzen um den Spannungsabfall an einem spezifischen Widerstand zu berechnen. Nehmen wir beispielsweise an, wir haben eine Reihenschaltung mit den Widerständen R1 = 200 Ohm und R2 = 100 Ohm. Die Gesamtspannung beträgt 4⸴5 V.

Zuerst muss der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung bestimmt werden. Dieser ergibt sich durch die Summe der Einzelwiderstände: Rges = R1 + R2 = 200 Ohm + 100 Ohm = 300 Ohm. Im nächsten Schritt ist es wichtig die Stromstärke zu berechnen. Hierfür wird wieder das Ohmsche Gesetz verwendet: I = U / Rges. Bei unseren gegebenen Werten erhalten wir I = 4⸴5 V / 300 Ohm = 0⸴015 A.

Nun sind wir bereit den Spannungsabfall an einem der Widerstände zu berechnen. Dies geschieht durch die Multiplikation des Widerstandswertes mit der zuvor ermittelten Stromstärke: U1 = R1 I = 200 Ohm 0⸴015 A. Das Ergebnis ist ein Spannungsabfall von 3 V über dem Widerstand R1.

Besonders wichtig ist die Erkenntnis: Dass in Reihenschaltungen der Gesamtstrom dauerhaft ist. Das bedeutet, dass der gleiche Strom durch alle Widerstände fließt. Die Spannung hingegen verteilt sich je nach Widerstandswert. Ein weiterer Punkt ist die Anwendung dieser Berechnungsmethode auf komplexere Reihenschaltungen. Dort ´ wo weiterhin Widerstände vorhanden sind ` bleibt das Prinzip bestehen. Man addiert einfach die Widerstände, ermittelt den Gesamtwiderstand und berechnet anschließend die Stromstärke.

Zusätzlich ist es für Praktiker notwendig zu wissen: Dass bei der Planung von Schaltungen immer ebenfalls die Temperaturabhängigkeit von Widerständen berücksichtigt werden sollte. Diese kann beitragen – da der Widerstand mit steigender 🌡️ zunehmen kann. Die Berechnungen können dadurch variieren.

Zudem sind bei realen Schaltungen weitere Faktoren wie Kontaktwiderstände zu berücksichtigen. Diese können die Ergebnisse der Berechnungen beeinflussen. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert in praxisnahen Anwendungen Messungen durchzuführen um präzisere Werte zu erhalten.

In der heutigen Zeit ist das Verständnis dieser elektrischen Grundwerte und ihre praktische Anwendung unabdingbar. Die Elektrotechnik revolutioniert weiterhin viele Bereiche unseres Lebens. Daher ist es für jeden angehenden Elektroniker und Ingenieur unerlässlich die Berechnung des Spannungsabfalls in Reihenschaltungen zu beherrschen. So kann das Verhalten von Stromkreisen und deren Komponenten besser verstanden werden.