Lernfeld 3 · Prüfung Teil 1

Reihen- und Parallelschaltung

Reihen- und Parallelschaltung im Fahrzeug: Gesamtwiderstand, Teilspannungen, Zweigströme, Vorwiderstand im Gebläse und Übergangswiderstand am Massepunkt.

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Darum geht es

In der Reihenschaltung gibt es nur einen Stromweg. Durch alle Widerstände fließt derselbe Strom, die Teilspannungen addieren sich zur Gesamtspannung, und der Gesamtwiderstand ist die Summe der Einzelwiderstände. Am größten Widerstand fällt die größte Spannung ab. Ist ein Glied unterbrochen, sind alle stromlos. Im Fahrzeug findet man Reihenschaltungen bei Gebläsevorwiderständen für niedrige Stufen und, ungewollt, bei Übergangswiderständen an Steckern und Massepunkten.

In der Parallelschaltung liegt an allen Zweigen dieselbe Spannung. Die Zweigströme addieren sich zum Gesamtstrom, und jeder weitere Zweig verkleinert den Gesamtwiderstand; er ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand. Für genau zwei Widerstände gilt Produkt durch Summe, bei mehr Zweigen addiert man die Kehrwerte. Alle Leuchten und die meisten Verbraucher eines Fahrzeugs sind parallel geschaltet, damit jeder die volle Bordnetzspannung erhält und unabhängig arbeitet.

Viele Fehler im Bordnetz lassen sich mit diesen Regeln erklären. Ein korrodierter Massepunkt liegt in Reihe zum Verbraucher und nimmt ihm Spannung weg; die Lampe leuchtet dunkler. Fehlt die gemeinsame Masse einer Rückleuchte, kann der Strom über einen anderen Glühfaden zurückfließen: Zwei Lampen liegen dann in Reihe und glimmen beide schwach. Solche Fehler findet man durch Messen des Spannungsfalls unter Last.

Das solltest du dir merken

Reihe — Strom gleich, Spannungen addieren sich, Widerstände addieren sich.
Parallel — Spannung gleich, Ströme addieren sich, Gesamtwiderstand sinkt.
Der Gesamtwiderstand parallel ist kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.
Übergangswiderstände liegen in Reihe zum Verbraucher.
Mischfunktionen mehrerer Lampen deuten auf eine fehlende Masse hin.

Formeln

Gesamtwiderstand in Reihe: $R_{g} = R_{1} + R_{2} + R_{3}$
Gesamtwiderstand zweier paralleler Widerstände: $R_{g} = \frac{R _{1} \cdot R _{2}}{R _{1} + R _{2}}$; gilt nur für genau zwei Zweige, sonst $\frac{1}{R _{g}} = \frac{1}{R _{1}} + \frac{1}{R _{2}} + \dots$
Spannungsfall an einem Widerstand: $Δ U = I \cdot R$; $I$ Strom durch den Widerstand, $R$ zum Beispiel ein Übergangswiderstand

Typische Fehler in der Prüfung

Produkt durch Summe auf drei parallele Widerstände angewendet.
Bei Parallelschaltung gleiche Ströme in allen Zweigen angenommen.
Den Spannungsfall ohne Last gemessen und den Fehler nicht gefunden.

Tipps aus der Werkstatt

Probe bei jeder Parallelschaltung: Der Gesamtwiderstand muss kleiner sein als der kleinste Einzelwiderstand. Liegt dein Ergebnis darüber, hast du wie bei der Reihe addiert. Produkt durch Summe gilt nur für genau zwei Widerstände, bei drei Zweigen die Kehrwerte addieren.

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14 Aufgaben zu „Reihen- und Parallelschaltung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kraftfahrzeugmechatroniker/-in, Lernfeld 3 (Funktionsstörungen identifizieren und beseitigen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.