Reihen- und Parallelschaltung

Series and Parallel Circuits

Physik Klasse 8 19 Aufgaben

ElektrizitätReihenschaltungParallelschaltung

In einer Reihenschaltung fließt überall dieselbe Stromstärke, und die Gesamtspannung teilt sich auf die Widerstände auf; in einer Parallelschaltung liegt an jedem Zweig dieselbe Spannung, und die Zweigströme addieren sich im Knoten. Damit lässt sich vorhersagen, warum eine in Reihe geschaltete Lichterkette ganz ausfällt, sobald ein Lämpchen durchbrennt, während parallel geschaltete Haushaltsgeräte unabhängig voneinander schaltbar sind. Für die Ersatzwiderstände gilt in Reihe R = R₁ + R₂ + …, parallel 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Trägt die Netzwerkanalyse und die Elektrik-Praxis der Mittelstufe.

Voraussetzungen (1)

Ohm'sches Gesetz – R = U/I

Klasse 8

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Leicht

Multiple Choice #1 18s ▶ Testen

In einer Reihenschaltung aus zwei Widerständen misst man vor dem ersten Widerstand 0,2 A. Wie groß ist der Strom durch den zweiten Widerstand?

● 0,2 A
○ 0,1 A
○ 0,4 A

In einer Reihenschaltung fließt überall derselbe Strom — der Strom hat nur einen Weg. Er teilt sich nicht auf (0,1 A) und verstärkt sich nicht (0,4 A).

Wahr / Falsch #2 15s ▶ Testen

Zwei Lampen sind parallel an eine 4,5-V-Batterie angeschlossen. An jeder der beiden Lampen liegen 4,5 V an.

✓ Wahr

Richtig — in einer Parallelschaltung liegt an jedem Zweig dieselbe Spannung an, hier also an jeder Lampe die vollen 4,5 V der Batterie.

Zahleneingabe #3 15s ▶ Testen

Zwei Widerstände R₁ = 20 Ω und R₂ = 30 Ω sind in Reihe geschaltet. Welchen Gesamtwiderstand in Ohm hat die Schaltung?

✓ Antwort: 50

In der Reihenschaltung werden die Widerstände addiert: R_ges = R_1 + R_2 = 20 Ω + 30 Ω = 50 Ω.

Zahleneingabe #4 20s ▶ Testen

Zwei gleiche Widerstände von je 100 Ω sind parallel geschaltet. Welchen Gesamtwiderstand in Ohm hat die Schaltung?

✓ Antwort: 50

Für zwei gleiche Widerstände in Parallelschaltung gilt: R_ges = R / 2 = 100 Ω / 2 = 50 Ω. Allgemein: 1/R_ges = 1/R_1 + 1/R_2.

Zahleneingabe #5 15s ▶ Testen

Drei Widerstände R₁ = 10 Ω, R₂ = 20 Ω und R₃ = 30 Ω sind in Reihe geschaltet. Welchen Gesamtwiderstand in Ohm hat die Schaltung?

✓ Antwort: 60

R_ges = R_1 + R_2 + R_3 = 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω.

Lückentext #6 15s ▶ Testen

In einer Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand gleich der ___ der Einzelwiderstände.

✓ Antwort: Summe

In der Reihenschaltung gilt: R_ges = R_1 + R_2 + ... Die Widerstände addieren sich.

Zahleneingabe #7 15s ▶ Testen

Durch eine Parallelschaltung fließt ein Gesamtstrom von 0,5 A. Durch den einen Zweig fließen 0,3 A. Wie groß ist der Strom im anderen Zweig (in Ampere, als Dezimalzahl)?

✓ Antwort: 0.2

I_ges = I_1 + I_2, also I_2 = I_ges − I_1 = 0,5 A − 0,3 A = 0,2 A.

Mittel

Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

An einer Reihenschaltung aus zwei Lampen liegen insgesamt 12 V. An der ersten Lampe fallen 8 V ab. Wie groß ist die Spannung an der zweiten Lampe?

● 4 V
○ 12 V
○ 8 V

In einer Reihenschaltung teilt sich die Gesamtspannung auf: U_ges = U_1 + U_2, also U_2 = 12 V − 8 V = 4 V. Die volle Spannung (12 V) liegt nur in einer Parallelschaltung an jedem Bauteil an.

Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

In einer Parallelschaltung fließen durch die beiden Zweige 0,2 A und 0,3 A. Wie groß ist der Strom, den die Batterie liefert?

● 0,5 A
○ 0,3 A
○ 0,1 A

In einer Parallelschaltung addieren sich die Teilströme im Knoten: I_ges = I_1 + I_2 = 0,2 A + 0,3 A = 0,5 A. Der Gesamtstrom ist größer als jeder Teilstrom.

Zahleneingabe #3 22s ▶ Testen

An einer Reihenschaltung aus R₁ = 40 Ω und R₂ = 60 Ω liegt eine Gesamtspannung von 10 V an. Welche Stromstärke fließt, in Milliampere?

✓ Antwort: 100

R_ges = 40 Ω + 60 Ω = 100 Ω. I = U / R_ges = 10 V / 100 Ω = 0,1 A = 100 mA.

Zahleneingabe #4 18s ▶ Testen

In einer Reihenschaltung mit R₁ = 40 Ω und R₂ = 60 Ω fließt ein Strom von 0,1 A. Wie groß ist die Spannung an R₁ (in Volt)?

✓ Antwort: 4

U_1 = R_1 · I = 40 Ω · 0,1 A = 4 V. Die Spannung teilt sich im Verhältnis der Widerstände auf.

Zahleneingabe #5 18s ▶ Testen

In einer Reihenschaltung mit R₁ = 40 Ω und R₂ = 60 Ω fließt ein Strom von 0,1 A. Wie groß ist die Spannung an R₂ (in Volt)?

✓ Antwort: 6

U_2 = R_2 · I = 60 Ω · 0,1 A = 6 V. Zusammen mit U_1 = 4 V ergibt sich U_ges = 4 V + 6 V = 10 V.

Zahleneingabe #6 22s ▶ Testen

Zwei Widerstände R₁ = 60 Ω und R₂ = 120 Ω sind parallel geschaltet und an 12 V angeschlossen. Wie groß ist der Strom durch R₁ in Milliampere?

✓ Antwort: 200

In der Parallelschaltung liegt an beiden Widerständen 12 V an. I_1 = U / R_1 = 12 V / 60 Ω = 0,2 A = 200 mA.

Zahleneingabe #7 25s ▶ Testen

Zwei Widerstände R₁ = 60 Ω und R₂ = 120 Ω sind parallel geschaltet und an 12 V angeschlossen. Wie groß ist der Gesamtstrom in Milliampere?

✓ Antwort: 300

I_1 = 12 V / 60 Ω = 0,2 A. I_2 = 12 V / 120 Ω = 0,1 A. I_ges = I_1 + I_2 = 0,3 A = 300 mA.

Wahr / Falsch #8 18s ▶ Testen

Ein 100-Ω-Widerstand und ein zweiter 100-Ω-Widerstand werden parallel geschaltet. Der Gesamtwiderstand ist kleiner als 100 Ω.

✓ Wahr

Richtig! Jeder parallele Zweig bietet einen zusätzlichen Weg für den Strom, wodurch der Gesamtwiderstand sinkt (hier auf 50 Ω). Er ist stets kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.

Multiple Choice #9 22s ▶ Testen

Wären die Steckdosen im Haushalt in Reihe geschaltet, was würde beim Ausschalten eines einzigen Geräts passieren?

● Alle anderen Geräte gingen auch aus
○ Nichts, die anderen Geräte liefen normal weiter
○ Die Spannung an den anderen Geräten stiege auf das Doppelte

In einer Reihenschaltung unterbricht eine Lücke den ganzen Kreis — alle Geräte gingen aus. Damit jedes Gerät die volle Netzspannung erhält und einzeln schaltbar ist, werden Steckdosen parallel geschaltet.

Multiple Choice #10 20s ▶ Testen

In einer Reihenschaltung liegen R₁ = 20 Ω und R₂ = 80 Ω, durch beide fließt derselbe Strom. An welchem Widerstand fällt mehr Spannung ab?

● An R₂ (80 Ω)
○ An R₁ (20 Ω)
○ An beiden gleich viel

Bei gleichem Strom gilt U = R · I — der größere Widerstand erhält die größere Teilspannung. Die Spannung teilt sich also nicht gleichmäßig auf, sondern im Verhältnis der Widerstände.

Multiple Choice #11 22s ▶ Testen

Zu einer Lampe mit dem Widerstand 100 Ω wird eine zweite, gleiche Lampe parallel geschaltet. Was passiert mit dem Gesamtwiderstand der Schaltung?

● Er sinkt auf 50 Ω
○ Er steigt auf 200 Ω
○ Er bleibt bei 100 Ω

Ein zweiter paralleler Zweig bietet dem Strom einen zusätzlichen Weg, deshalb sinkt der Gesamtwiderstand (auf 50 Ω). Dass „mehr Bauteile mehr Widerstand" bedeuten, gilt nur in der Reihenschaltung, nicht parallel.

Multiple Choice #12 20s ▶ Testen

An einer Steckdosenleiste (230 V) läuft ein Föhn, durch dessen Kabel 8 A fließen. Du steckst einen zweiten, gleichen Föhn in die Leiste und schaltest ihn ein. Wie viel Strom fließt jetzt durch das Zuleitungskabel der Leiste?

● 16 A
○ 8 A
○ 4 A

16 A. Beide Föhne hängen parallel an den vollen 230 V, durch jeden fließen 8 A, und in der Zuleitung kommen beide Ströme zusammen. Die Steckdose liefert eine feste Spannung, keinen festen Strom — jedes weitere Gerät lässt mehr fließen. 8 A hieße, die Steckdose gäbe immer gleich viel Strom ab; 4 A hieße, der alte Strom würde nur aufgeteilt. Deshalb kann eine überladene Leiste die Sicherung auslösen.