Es gibt zwei Möglichkeiten, die Elemente in einem elektrischen Stromkreis zu verbinden: die Reihenschaltung und die Parallelschaltung. Alle elektrischen Systeme, die wir in Häusern, Geschäften oder Fabriken finden, bestehen aus einem oder mehreren Stromkreisen mit parallel geschalteten Elementen. Bevor wir erklären, warum die elektrischen Installationen auf diese Weise ausgeführt werden, werden wir ein wenig darauf eingehen, woraus ein elektrischer Stromkreis in Abhängigkeit von der Verbindung seiner Elemente besteht.
Was ist ein Stromkreislauf
Der einfachste Stromkreis, den wir uns ausdenken können, wäre ein Stück Draht, das eine Stromquelle mit einem elektrischen Gerät verbindet. Unter Gerät verstehen wir Elemente wie eine Glühbirne, eine Waschmaschine oder einen Fernseher, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Anordnung dieser Elemente definiert die Art der Schaltung als Reihenschaltung oder Parallelschaltung.
Reihenschaltung
Es ist der Stromkreis, bei dem alle seine Elemente auf der gleichen Linie liegen. Es wird meist in elektrischen Geräten verwendet, die mit Batterien betrieben werden, z. B. in einer Taschenlampe. Die Verkabelung verläuft durchgehend vom Pluspol der Batterie über die Glühlampe und den Schalter zum Minuspol.
Bei dieser Konfiguration sind alle Elemente Teil der Schaltung. Wenn wir eines dieser Geräte entfernen würden oder sie ausfallen würden, würde der Strom nicht mehr fließen. Wenn die Lichter in unserem Haus auf diese Weise angeschlossen wären, könnten wir nur einen allgemeinen Schalter haben, der alle Glühbirnen gleichzeitig einschalten würde, und jedes Mal würde eine von ihnen durchbrennen und wir müssten sie austauschen, um Licht zu haben.
Paralellschaltung
In diesem Fall könnten wir sagen, dass alle Eingangsanschlüsse zueinander passen, ebenso wie die Ausgangsklemmen. Durch Verzweigung des Hauptstromkreises können wir mehrere Geräte parallel schalten, so dass auch bei Ausfall eines Gerätes der Strom zu den anderen Elementen nicht aufhört zu fließen.
Warum die Elektroinstallation in einem Haus parallel ist
Nachdem Sie bereits die grundlegenden Eigenschaften der beiden Konfigurationen gesehen haben, können Sie sich leicht vorstellen, dass es nicht praktikabel ist, die verschiedenen elektronischen Geräte im Haus in Reihe zu schalten. Durch die Entscheidung für eine Parallelschaltung können wir mehrere Steckdosen haben, was bei einer Reihenschaltung nicht möglich wäre, und alle Arten von Elementen an das Netzwerk anschließen, ohne dass sie alle gleichzeitig eingeschaltet sein müssen. Außerdem arbeiten elektrische Geräte mit einer bestimmten Spannung, in unserem Fall 220V oder 240V. In Reihenschaltungen kommt es beim Durchlaufen jedes Elements zu einem Spannungsabfall, während in Parallelschaltungen die Spannung, die jedes Element speist, konstant bleibt.
Sicherheitselemente in elektrischen Schaltungen
Bei Parallelschaltungen haben wir bereits angedeutet, dass die Spannung für alle Elemente konstant bleibt. Wenn wir dann Elemente hinzufügen, erhöht sich die Intensität, die durch den Stromkreis läuft, und damit auch die Wärme, die im Kabel erzeugt wird. Wir können dies mit ein paar Formeln veranschaulichen.
Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung (V) gleich dem Strom (I) durch den Stromkreis mal dem Widerstand (R) des Stromkreises:
Der Ersatzwiderstand bei Parallelschaltung ist definiert als:
Wenn wir also zwei 100Ω-Widerstände haben (Ω ist das Symbol für Ohmsche oder Ohm, die Einheit, in der ein Widerstand gemessen wird), wäre der äquivalente Widerstand 50Ω, wenn wir drei haben, wären es 33,3Ω. Wenn wir also gesagt haben, dass V konstant ist und R kleiner wird, steigt der Wert von I proportional an und damit auch die Temperatur.
Wenn diese Temperatur über einen bestimmten Wert ansteigt, kann ein Brand entstehen. Aus diesem Grund sind Sicherheitsmechanismen wie Sicherungen oder Schutzschalter eingebaut, die den Strom abschalten, wenn diese Temperatur über einen bestimmten Schwellenwert ansteigt.
Jetzt wissen wir, warum in jedem Gebäude die Elektroinstallation eine Parallelschaltung bildet.