Bei der Planung einer Elektroinstallation müssen wir auf eine Reihe von Aspekten achten, damit das Gesamtsystem ordnungsgemäß funktioniert. Dabei kommt der Art und Weise der Verbindung der Schaltungselemente eine besondere Bedeutung zu, da sie entscheidenden Einfluss auf das Wesentliche hat: Strom, Spannung und die Gesamtfunktionalität des Gesamtsystems. Wir unterscheiden zwischen seriellen und parallelen Verbindungen. Was sind die Unterschiede zwischen ihnen? Welche Lösung soll ich wählen?
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In welchen Installationen eignet sich eine Reihenschaltung?
Beginnen wir mit einer Reihenschaltung, bei der – wie der Name schon sagt – die Elemente der Schaltung nacheinander geschaltet werden. Diese Anordnung eignet sich besonders gut für Installationen, bei denen es wichtig ist, im gesamten Stromkreis die gleiche Stromstärke aufrechtzuerhalten. Bei einer solchen Verbindung ist der Strom, der durch jedes Element fließt, derselbe, weshalb diese Lösung häufig in Systemen verwendet wird, bei denen es vor allem auf die gleichmäßige Belastung aller Komponenten ankommt. Dies sind beispielsweise Messsysteme.
Hier ist für den korrekten Betrieb der Zähler ein genau kontrollierter Stromfluss erforderlich. Auch bei einfachen Beleuchtungsanlagen kommt die Reihenschaltung zum Einsatz, beispielsweise bei der Reihenschaltung von Glühbirnen in Soffitten. Dies liegt daran, dass der Stromfluss in jeder Glühbirne gleich ist. Logisch? Es ist jedoch zu bedenken, dass beim Durchbrennen eines Elements der Reihenschaltung die gesamte Anlage darauf reagiert – sie funktioniert einfach nicht mehr.
Parallelschaltung. Einsatzorte
Eine Parallelschaltung liegt vor, wenn Schaltungselemente an denselben zwei Punkten angeschlossen sind. Diese Lösung wird häufig in Installationen eingesetzt, insbesondere dort, wo ein unabhängiger Betrieb einzelner Leistungsempfänger erforderlich ist. Empfänger, z. B. Glühbirnen, erhalten die volle Versorgungsspannung, sodass beim Durchbrennen eines Elements den anderen nichts passiert.
Wie Sie sehen ist das völlig anders als bei einer seriellen Verbindung. Es ist kein Zufall, dass parallel geschaltete Installationen in Haushalten, insbesondere in der Beleuchtung, häufig zum Einsatz kommen, denn hier ist Spannungsstabilität für die ordnungsgemäße Funktion der Geräte erforderlich. In Anlagen, in denen Sicherungen eine wichtige Rolle spielen, ist es äußerst wichtig, dass der Ausfall eines Stromkreises keine negativen Auswirkungen auf die gesamte Anlage hat. Deshalb werden auch hier Parallelschaltungen bevorzugt.
Ein weiterer Vorteil einer parallel geschalteten Anlage sind Batteriesysteme, denn bei einer Parallelschaltung haben die Batterien eine größere Kapazität, ohne dass sich die Spannung ändert. Dadurch können Geräte, die mit dieser Energiequelle betrieben werden, länger betrieben werden.
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Reihenschaltung und Spannung in der Elektroinstallation
Wie wir bereits wissen, hat die Reihenschaltung großen Einfluss auf die Spannungsverteilung in der Elektroinstallation. Wir haben auch gelernt, dass in einem solchen Stromkreis der Stromkreis aus nacheinander verbundenen Elementen besteht, sodass nacheinander Strom durch jedes von ihnen fließt. Wir müssen uns hier also die Spannung merken, die sich proportional zum Widerstand jedes Elements in der Reihenschaltung verteilt. Nehmen wir ein Beispiel für eine Schaltung, an die wir mehrere Widerstände anschließen. In einer solchen Reihenschaltung von Widerständen wirkt sich jeder von ihnen auf das Ganze aus und verringert die Spannung um einen bestimmten Betrag, der von seinem Widerstand abhängt. Dies hat seine Vor- und Nachteile einer seriellen Verbindung und hängt alles von den Anforderungen einer bestimmten Installation ab.
Wenn eine allmähliche Spannungsreduzierung erforderlich ist, beispielsweise bei Teilerwiderständen, funktioniert die Verwendung einer Reihenschaltung perfekt. In komplexeren Systemen, in denen die Spannungssituation jedoch anders ist, da sie stabil sein sollte, können in Reihe geschaltete Elemente zu unerwünschten Spannungsabfällen führen. Wenn Sie also nicht wissen, welche Lösung in einer bestimmten Situation die beste ist, berechnen Sie den fließenden Strom oder – noch ratsamer – lassen Sie sich von einem Elektriker beraten.
Parallelschaltung, Spannung und Strom
Das allgemeine Funktionsprinzip einer Parallelschaltung haben wir bereits kennengelernt, jetzt ist es an der Zeit, auf die Einzelheiten einzugehen und es mit Spannung und Strom zu vergleichen. Wie wir wissen, entspricht eine Parallelschaltung in Elektroinstallationen der Versorgungsspannung, unabhängig von der Anzahl der angeschlossenen Empfänger. Dadurch kann jeder von ihnen (Glühbirne, Widerstand usw.) mit der gleichen Spannung betrieben werden, was einen stabilen Betrieb der Geräte gewährleistet. Durch parallel geschaltete Elemente ergibt sich der Gesamtstrom im Stromkreis als Summe der durch die einzelnen Zweige fließenden Ströme. Das bedeutet de facto, dass der Strom im Hauptstromkreis umso höher ist, je mehr diese Elemente parallel geschaltet sind.
Dies wirkt sich auf die Belastung der Anlage aus, denn ein zu hoher Strom kann zu einer Überlastung der Leitungen oder zum Auslösen von Sicherungen führen. Dies zeigt, dass es bei einer Parallelschaltung vor allem auf die Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung ankommt, weshalb sie in solchen Systemen eingesetzt werden sollte. Elektriker müssen dies daher bei der Planung berücksichtigen, um eine Überlastung des Stromkreises zu vermeiden.
Welche Verbindungsmethode soll ich wählen: parallel oder seriell?
Reihen- und Parallelschaltungen sind für den ordnungsgemäßen Betrieb der gesamten Elektroinstallation von großer Bedeutung, doch manchmal ist es besser, die eine Lösung zu wählen, manchmal die andere. Wann? Welcher Weg ist besser?
Es hängt wirklich alles von den Besonderheiten einer bestimmten Installation und ihren Anforderungen ab. Eine Reihenschaltung ist am besten geeignet, wenn in jedem Element des Stromkreises der gleiche Strom benötigt wird. Daher funktioniert es sowohl in einfachen Beleuchtungssystemen als auch in Messsystemen gut. Der große Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass der Spannungsabfall an einzelnen Elementen im gesamten Stromkreis auftritt und den Betrieb des gesamten Stromkreises unterbricht.
Bei einer Parallelschaltung kommt es vor allem darauf an, an jedem Empfänger eine konstante Spannung aufrechtzuerhalten, weshalb diese Lösung häufig bei der Planung von Hausinstallationen gewählt wird. Dabei hat der Ausfall eines Empfängers keinen Einfluss auf den Betrieb der anderen, allerdings muss auf die Gesamtstromstärke geachtet werden, da diese mit der Anzahl der Empfänger zunimmt.
Dies sind die wesentlichen Unterschiede zwischen einer Reihen- und einer Parallelschaltung. Wie wir sehen, sind sie so groß, dass wir sie bei der Planung elektrischer Anlagen immer berücksichtigen müssen.
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