Hintereinander
Zwei Bauteile liegen in Reihe, wenn der Strom, der aus dem einen herauskommt, zwangsläufig in das andere hineinfliesst. Es gibt keinen Abzweig dazwischen.
Eine Quelle mit 3.3 V speist zwei Widerstände von 100 Ω und 200 Ω, die hintereinander in derselben Leitung sitzen. Die amberfarbenen Pfeile sind an mehreren Stellen eingezeichnet — vor dem ersten Widerstand, zwischen beiden, nach dem zweiten und in der Rückleitung. Überall ist es derselbe Strom.
Das ist die erste von zwei Regeln:
In einer Reihenschaltung fliesst überall derselbe Strom.
Es kann gar nicht anders sein. Der Strom hat keinen anderen Weg, und Ladung verschwindet nicht unterwegs.
Die Widerstände addieren sich
Zwei Engstellen hintereinander bremsen stärker als eine. Entsprechend:
R(gesamt) = R₁ + R₂ + …
Im Beispiel: 100 Ω + 200 Ω = 300 Ω. Damit lässt sich der Strom ausrechnen:
I = U / R(gesamt) = 3.3 V / 300 Ω = 0.011 A = 11 mA
Und die Spannungen teilen sich auf
Jetzt, wo der Strom bekannt ist, lässt sich für jeden Widerstand einzeln der Spannungsabfall ausrechnen — mit dem ohmschen Gesetz, angewandt auf dieses eine Bauteil:
U₁ = R₁ · I = 100 Ω · 0.011 A = 1.1 V U₂ = R₂ · I = 200 Ω · 0.011 A = 2.2 V
Und die Probe:
1.1 V + 2.2 V = 3.3 V ✓
Das ist die zweite Regel:
Die Teilspannungen addieren sich zur Quellenspannung.
Beachte das Verhältnis: Der doppelt so grosse Widerstand bekommt die doppelte Spannung ab. Die Spannung verteilt sich im Verhältnis der Widerstände. Genau das ist der Spannungsteiler aus Modul 6 — du hast ihn hier schon gebaut, ohne es zu merken.
Warum die Reihenfolge egal ist
Vertausche die beiden Widerstände in der Figur: Am Gesamtwiderstand ändert sich nichts, am Strom nichts, und über jedem Widerstand fällt weiterhin dieselbe Spannung ab wie vorher.
Deshalb ist es gleichgültig, ob der Vorwiderstand vor oder hinter der LED sitzt — und ob der Taster in der Zuleitung oder in der Masseleitung hängt.
Kurze Selbstkontrolle
Zählt nicht — nur zum Prüfen, ob es angekommen ist.
1.Drei Widerstände à 100 Ω liegen in Reihe an 3 V. Wie gross ist der Strom durch den mittleren?
2.In Reihe liegen 1 kΩ und 3 kΩ an 4 V. Wie viel Spannung fällt über dem 3-kΩ-Widerstand ab?