Die Parallelschaltung ist eine wichtige Schaltungsart, die in der Praxis sehr häufig vorkommt. Wenn an eine Spannungsquelle mehrere Verbraucher angeschlossen sind, so dass sie die gleiche Spannung erhalten, sind sie parallelgeschaltet. Der Strom teilt sich dann auf die einzelnen Verbraucher auf:
In der Parallelschaltung gilt: I = I1 + I2 (Der Strom teilt sich auf.)
Sind die Verbraucher identisch – die Widerstände also gleich groß – dann sind auch die Teilströme gleich groß. Bei unterschiedlichen Widerständen wird der Strom am kleineren Widerstand höher sein. Warum? Lese weiter!
Stromfluss kann man sich so vorstellen, wie fließendes Wasser. Dreht man einen Wasserhahn auf, dann verringert man für das Wasser den Widerstand und es beginnt zu fließen. Bei geschlossenem Hahn ist der Widerstand unendlich groß, dann fließt nichts. Wird der Hahn voll geöffnet, wird der Widerstand klein und der Wasserfluss maximal groß. Dann fließt alles, was die Wasserleitung hergibt.
Ein zweiter Wasserhahn an der gleichen Wasserleitung bekommt den gleichen Wasserdruck wie der erste. Die „Wasserspannung“ ist gleich groß. Beide liegen parallel. Öffnet man beide Hähne unterschiedlich weit, dann bieten sie dem Wasser unterschiedliche Fließwiderstände. Bei dem kleineren Widerstand fließt mehr, beim größeren fließt weniger Wasser. Der gesamte Wasserstrom teilt sich in die beiden Einzelströme.
In der Hauselektrik kommen Parallelschaltungen sehr häufig vor. So wie in diesem Beispiel werden mehrere Verbraucher an eine Steckdosenleiste angeschlossen.
Alle Geräte liegen an der gleichen Spannung. Mit jedem zusätzlichen Stecker, den die Leiste aufnimmt, wird ein weiterer Verbraucher parallelgeschaltet. Jeder einzelne Verbraucher zieht den Strom, den sein Widerstand zulässt und erfüllt damit seinen Zweck. Die einzelnen Teilströme summieren sich in der Zuleitung, je mehr Verbraucher, umso höher wird der gesamte Strom. Oder anders ausgedrückt, der Gesamtstrom teilt sich auf die Verbraucher auf. Darum ist die Parallelschaltung ein Stromteiler.
In der Praxis werden solche Steckerleisten manchmal überlastet. Wenn einzelne Verbraucher sehr viel Strom brauchen, weil sie eine hohe Leistung haben, dann kann das Kabel einer Steckdosenleiste schon mal warm werden. Das wäre zum Beispiel bei Heizkörpern der Fall, weil einer allein schon 10A ziehen kann.
Das Schaltbild für so einen praktischen Fall könnte etwa so aussehen:
Dies ist eine Kombination aus einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung. Die Verbraucher liegen parallel, die Leitung dazu in Reihe. Der Strom aller Einzelwiderstände summiert sich zum Gesamtstrom. Wenn die Stromstärke sehr hoch wird, gewinnt der Leitungswiderstand an Bedeutung. Denn dann reicht schon ein relativ kleiner Leitungswiderstand, um einen ordentlichen Spannungsabfall an der Leitung zu verursachen
(U = I * R). Und die Leistung, die an der Leitung „verbraten“ wird, erhitzt die Leitung (P = U * I).
Der Leitungswiderstand in dieser Darstellung symbolisiert die Summe aller Einzelwiderstände in der Zuleitung. Das können Kabelverschraubungen sein, weitere Stecker oder Verschmutzungen an Kontakten – alle samt mit kleinen Übergangswiderständen, die in Reihe liegen. An der Stelle mit dem größten Übergangswiderstand entsteht die größte Hitze. Dort kann z. B. ein Stecher verschmoren, eine Isolierung schmelzen oder (wenn der Strom höher als 16A steigt) ein Sicherungsautomat in der Haustechnik auslösen und die Leitung abschalten.
Übergangswiderstände (Stecker in einer Steckdose) liegen in der Größenordnung von 0,1 Ohm. Der Wert kann stark variieren, je nach Werkstoff und Qualität der Kontaktflächen. Bei alten verschmutzten Steckern und nachlassender Kontaktkraft durch die Klemme in der Steckdose werden die Widerstände noch höher. Eine typische Klemmverbindung mit Kontaktwiderstand von 0,1 Ohm wird sich bei einem zulässigen Strom von 16 Ampere mit eine Wärmeleistung von 25 Watt aufheizen.
Es gibt neben elektrischen Klemmverbindungen auch Schraubverbindungen, Crimp-Verbindungen, Nietverbindungen und Lötverbindungen. Jede dieser Verbindungsstellen ist mit einem Übergangswiderstand behaftet.
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