barewaken
31.01.2015, 18:52 |
Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung (Elektronik) |
Hallo,
Ich denke mal am Anfang jeder Elektrotechnischen Ausbildung nimmt ein Lehrer zur Verdeutlichung der Vorteile einer Reihen bzw. Parallelschaltung als Beispiel eine Weihnachtsbaumlichterkette dran.
Genau zu diesem Thema hab ich mal ein paar Fragen.
Ich weiß von früher als kleines Kind, das einfache Weihnachtsbaumlichterketten komplett in Reihe geschaltet waren. Denke ich jedenfalls, denn kaum war eine Birne kaputt oder fehlte war die ganze Lichterkette dunkel (So wie man es bei einer Reihenschaltung erwartet).
Ist es bei sowas denn immer so, das wenn eine Lampe kaputt geht dieser Verbraucher dann den Stromkreis quasi öffnet und die Verbindung so gesehen so hochohmig wird das kein Strom mehr fließen kann? Oder gibt es auch die Möglichkeit, das die Lampe kaputt geht und dann einfach leitend (niedrigohmig wird, so eine entweder oder situation gibt es glaube ich bei LED's oder? ) und dann vielleicht noch den Rest der Lampen kaputt macht bzw sie erst mal heller werden bis vllt noch eine kaputt geht.( weil der fließende Strom zu groß ist?)
Wie macht man das in der Praxis wenn man trotzdem eine Reihenschaltung haben möchte, aber sicherstellen möchte das die Lampen noch leuchten wenn eine Birne kaputt ist?
Warum nimmt man nicht eigentlich einfach eine Parallelschaltung dafür? (gibts bestimmt auch, aber kenne mich nicht so gut aus mit Lichterketten :D )
Finde bei dem ganzen als Parallelschaltung eigentlich überwiegend nur Vorteile? Die Spannung ist überall gleich, wenns baugleiche Lampen sind (wovon man ausgeht) fließt überall der gleiche Strom und sie sind gleich hell. Wenn eine Lampe kaputt geht, stört es die anderen nicht und sie Brennen munter, gleich hell weiter.
Die einzigen Nachteile, die mir Spontan einfallen:
-Man braucht wohl mehr Bauteile / Widerstände oder?
-Umso mehr Lampen, umso mehr Gesamtstrom fließt. Das belastet die Leitungen und die Bauteile sehr. Die Anzahl ist also schon sehr Beschränkt, weil einem sonst die Leitungen wegbrennen oder man größere braucht.
Gibts da andere / trivialere Gründe? Oder sind meine vielleicht falsch?
Heut zu Tage ist es sicherlich bei großen Lichterketten so, das sie eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung benutzen damit die benötigte Spannung nicht zu groß wird oder?
--Soweit mein wissen bzw. wie ich das bisher gedacht habe das es so ist.
Nun hab ich mir mal eine alte Klausur mit Lösungen von Schülern aus meiner Schule angeguckt bzgl dieser Lichterkettenthematik.
Die Frage war:
Wie ist eine Weihnachtsbaumlichterkette geschaltet und welche Vor- und Nachteile ergeben sich daraus?
Antwort ist:
-Die Lampen sind bei einer Lichterkette parallel geschaltet.
(Damit kann ich mich abfinden, geht sicherlich beides.)
Vorteile:
-Wenn eine Lampe kaputt geht, gehen die Anderen weiterhin.
-An allen Lampen liegt die gleiche Spannung an.
(Hier sehe ich kein Diskussionsbedarf, sehe das komplett so und verstehe das auch)
Nachteile:
-Der Gesamtwiderstand steigt wenn Birnen ausfallen. Dadurch sinkt die Stromstärke und die Birnen leuchten dunkler.
Vor ab der Schüler hat auf die Antwort volle Punktzahl bekommen, also muss ich davon ausgehen das der Lehrer es als vollkommen richtig aufgefasst hat.
Ich finde diesen Nachteil aber einfach falsch. Was mir dann sagt das ich entweder etwas grundlegend falsch verstanden habe oder der Lehrer gutmütig Punkte verteilt.
Ich meine gut, wenn eine Birne ausfällt steigt der Gesamtwiderstand(weil dieser ganz wegfällt) und der Gesamtstrom sinkt. Damit kann ich mich abfinden.
Aber es muss auch kein Strom mehr die weggefallene Lampe betreiben. Somit gleich es sich aus und jede verbleibene Lampe hat noch den gleichen Teilstrom zur Verfügung wie vorher auch und brennt somit genauso hell wie vorher. Oder hab ich das wirklich so falsch verstanden? Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen, weil nach dieser Logik würde es im Umkehrschluss ja auch heißen, dass mein Herd nur ordentlich funktioniert wenn ich gleichzeitig noch den Kühlschrank, Mixer und Bügeleisen betreibe .
Liebe Grüße und Danke schon mal |
A.
31.01.2015, 19:21
@ barewaken
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Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung |
» Hallo,
»
» Ich denke mal am Anfang jeder Elektrotechnischen Ausbildung nimmt ein
» Lehrer zur Verdeutlichung der Vorteile einer Reihen bzw. Parallelschaltung
» als Beispiel eine Weihnachtsbaumlichterkette dran.
»
» Genau zu diesem Thema hab ich mal ein paar Fragen.
» Ich weiß von früher als kleines Kind, das einfache
» Weihnachtsbaumlichterketten komplett in Reihe geschaltet waren. Denke ich
» jedenfalls, denn kaum war eine Birne kaputt oder fehlte war die ganze
» Lichterkette dunkel (So wie man es bei einer Reihenschaltung erwartet).
»
» Ist es bei sowas denn immer so, das wenn eine Lampe kaputt geht dieser
» Verbraucher dann den Stromkreis quasi öffnet und die Verbindung so gesehen
» so hochohmig wird das kein Strom mehr fließen kann? Oder gibt es auch die
» Möglichkeit, das die Lampe kaputt geht und dann einfach leitend
» (niedrigohmig wird, so eine entweder oder situation gibt es glaube ich bei
» LED's oder? ) und dann vielleicht noch den Rest der Lampen kaputt macht bzw
» sie erst mal heller werden bis vllt noch eine kaputt geht.( weil der
» fließende Strom zu groß ist?)
»
» Wie macht man das in der Praxis wenn man trotzdem eine Reihenschaltung
» haben möchte, aber sicherstellen möchte das die Lampen noch leuchten wenn
» eine Birne kaputt ist?
»
» Warum nimmt man nicht eigentlich einfach eine Parallelschaltung dafür?
» (gibts bestimmt auch, aber kenne mich nicht so gut aus mit Lichterketten :D
» )
» Finde bei dem ganzen als Parallelschaltung eigentlich überwiegend nur
» Vorteile? Die Spannung ist überall gleich, wenns baugleiche Lampen sind
» (wovon man ausgeht) fließt überall der gleiche Strom und sie sind gleich
» hell. Wenn eine Lampe kaputt geht, stört es die anderen nicht und sie
» Brennen munter, gleich hell weiter.
»
» Die einzigen Nachteile, die mir Spontan einfallen:
» -Man braucht wohl mehr Bauteile / Widerstände oder?
» -Umso mehr Lampen, umso mehr Gesamtstrom fließt. Das belastet die Leitungen
» und die Bauteile sehr. Die Anzahl ist also schon sehr Beschränkt, weil
» einem sonst die Leitungen wegbrennen oder man größere braucht.
»
» Gibts da andere / trivialere Gründe? Oder sind meine vielleicht falsch?
»
» Heut zu Tage ist es sicherlich bei großen Lichterketten so, das sie eine
» Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung benutzen damit die benötigte
» Spannung nicht zu groß wird oder?
»
» --Soweit mein wissen bzw. wie ich das bisher gedacht habe das es so ist.
»
» Nun hab ich mir mal eine alte Klausur mit Lösungen von Schülern aus meiner
» Schule angeguckt bzgl dieser Lichterkettenthematik.
»
»
» Die Frage war:
» Wie ist eine Weihnachtsbaumlichterkette geschaltet und welche Vor- und
» Nachteile ergeben sich daraus?
»
» Antwort ist:
» -Die Lampen sind bei einer Lichterkette parallel geschaltet.
» (Damit kann ich mich abfinden, geht sicherlich beides.)
»
» Vorteile:
» -Wenn eine Lampe kaputt geht, gehen die Anderen weiterhin.
» -An allen Lampen liegt die gleiche Spannung an.
» (Hier sehe ich kein Diskussionsbedarf, sehe das komplett so und verstehe
» das auch)
»
» Nachteile:
» -Der Gesamtwiderstand steigt wenn Birnen ausfallen. Dadurch sinkt die
» Stromstärke und die Birnen leuchten dunkler.
»
» Vor ab der Schüler hat auf die Antwort volle Punktzahl bekommen, also muss
» ich davon ausgehen das der Lehrer es als vollkommen richtig aufgefasst
» hat.
»
» Ich finde diesen Nachteil aber einfach falsch. Was mir dann sagt das ich
» entweder etwas grundlegend falsch verstanden habe oder der Lehrer
» gutmütig Punkte verteilt.
»
»
» Ich meine gut, wenn eine Birne ausfällt steigt der Gesamtwiderstand(weil
» dieser ganz wegfällt) und der Gesamtstrom sinkt. Damit kann ich mich
» abfinden.
» Aber es muss auch kein Strom mehr die weggefallene Lampe betreiben. Somit
» gleich es sich aus und jede verbleibene Lampe hat noch den gleichen
» Teilstrom zur Verfügung wie vorher auch und brennt somit genauso hell wie
» vorher. Oder hab ich das wirklich so falsch verstanden? Kann ich mir
» eigentlich nicht vorstellen, weil nach dieser Logik würde es im
» Umkehrschluss ja auch heißen, dass mein Herd nur ordentlich funktioniert
» wenn ich gleichzeitig noch den Kühlschrank, Mixer und Bügeleisen betreibe
» .
»
» Liebe Grüße und Danke schon mal
Betreffs der Lichterkettenlämpchen die zwar in Reihe geschaltet sind wobei defekte Lämpchen sich quasi selbst überbrücken kannst du hier mal nachlesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Strombr%C3%BCcke#Vorrichtung_bei_der_Reihenschaltung_von_Gl.C3.BChlampen
Natürlich ist es nachteilig, denn wenn mehrere Lämpchen durchbrennen müssen die verbliebenen die 230V unter sich aufteilen. Sie bekommen also Überspannung. Das geht soweit, das die restlichen wie in einem Lawineneffekt auch das zeitliche segnen. - Bei deinem E-Herd, Kühlschrank usw. ist das natürlich nicht so, die sind alle schön brav parallel am 230V-Netz und jedes einzelne Gerät ist für die vollen 230V ausgelegt.
Bei den in Reihe geschalteten Lampen kommt noch dazu, das alle die gleiche Stromaufnahme bei ihrer Nennspannung haben müssen sonst würden sie u.a. auch unterschiedlich hell leuchten.
Ich habe leider nicht die Zeit deinen ganzen thread durchzulesen. Aber es werden dir bestimmt noch andere antworten.
Gruß Andi |
Hartwig
31.01.2015, 19:25
@ barewaken
|
Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung |
Hallo,
das unter "Nachteile" aufgeführte Argument stimmt so nicht - das hast Du Recht! Wenn eine Lampe ausfällt, steigt der Gesamtwiderstand - korrekt. Aber an allen noch funktionierenden Lampen liegt nach wie vor die gleiche Spannung. Nur die defekte Lampe hat jetzt einen Widerstand -> unendlich und ist somit dunkel. Ihr Strom fehlt halt im Gesamtstrom und dafür leuchtet sie nicht. Also allenfalls halbe Punktzahl!
Die klassische Lichterkette ist in der Tat eine Reihenschaltung. Damit die Kette bei Defekt einer Birne weiter brannte, gab es zwei Möglichkeiten:
1) in der Birne war parallel ein NTC eingebaut (Heißleiter). Brannte die Birne durch, lagen kurzzeitig die vollen 230V am Heißleiter und dieser wurde nierderohmig und überbrückte die defekte Birne. durch den fließenden Strom blieb der Heißleiter erwärmt und leitete somit - die Kette brannte weiter.
2) In den Lampen wurde der Glühfaden über einen kleinen Federdraht unter Spannung gehalten. Brannte die Lampe durch, so bog sich der Federdraht zurück und berührte dadur den anderen Anschluß der Lampe - sie wurde also intern kurzgeschlossen und leitete weiter. Dadurch wurde allerdings die Anzahl der in der Recihenschaltung liegenden Lampen uum eine Lampe veringern, die restlichen Lampen mussten sich so die Spannung der ausgefallenen LAmpe teilen - es gab also Überspannung. Fallen daraufhin noch mehr Lampen aus, ist es dann irgendwann auch dunkel 
In den Lichterketten mit LEDs findet man oft Mischformen - also einzelne Stränge mit in Reihe geschalteten LEDS, die Stränge sind dann wiederum parallel geschaltet. Wie man das macht, ist eine Frage des Preises, der Energieeffizeienz, der Betriebssicherheit und der elektrischen Sicherheit.
Grüße
Hartwig |
barewaken
31.01.2015, 19:57
@ barewaken
|
Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung |
Hallo,
danke für die Antworten.
» Betreffs der Lichterkettenlämpchen die zwar in Reihe geschaltet sind wobei
» defekte Lämpchen sich quasi selbst überbrücken kannst du hier mal
» nachlesen:
» http://de.wikipedia.org/wiki/Strombr%C3%BCcke#Vorrichtung_bei_der_Reihenschaltung_von_Gl.C3.BChlampen
Danke ich werde es mir mal angucken.
» Bei den in Reihe geschalteten Lampen kommt noch dazu, das alle die gleiche
» Stromaufnahme bei ihrer Nennspannung haben müssen sonst würden sie u.a.
» auch unterschiedlich hell leuchten.
Gut, das ist verständlich.
Zu HARTWIG;
>>Ihr Strom fehlt halt im Gesamtstrom und dafür leuchtet sie nicht. Also allenfalls halbe Punktzahl!<<
Danke deine Gesamtaussage beruhigt mich sehr .
Die Anderen bleiben komplett davon unbeinflusst, das eine ausgefallen ist und haben nach wie vor immer noch ihren gleichen Stromfluss?
>>1) in der Birne war parallel ein NTC eingebaut (Heißleiter). Brannte die Birne durch, lagen kurzzeitig die vollen 230V am Heißleiter und dieser wurde nierderohmig und überbrückte die defekte Birne. durch den fließenden Strom blieb der Heißleiter erwärmt und leitete somit - die Kette brannte weiter.<<
Ist es dann in der Tat so, dass der NTC so den "perfekten Widerstand" liefert, das die anderen Birnen auch noch ihre normale Stromaufnahme wie zuvor haben, so dass sie nicht überlastet werden?
Vielen lieben Dank! |
Hartwig
31.01.2015, 20:44
@ barewaken
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Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung |
Hallo,
» Ist es dann in der Tat so, dass der NTC so den "perfekten Widerstand"
» liefert, das die anderen Birnen auch noch ihre normale Stromaufnahme wie
» zuvor haben, so dass sie nicht überlastet werden?
»
Na ja, das war wohl die Idee oder vielleicht nur ein Nebeneffekt - aber wohl deutlich besser als ein Kurzschluss.
Ich kenne diese Kerzenlampen noch aus meiner Kindheit. die Hatten unten im Glaskolben eine Art Granulat, das wohl den NTC darstellte. Ich kann mir nicht vorstellen, daß das sehr genau war. Ausserdem wurde diese Lampen im Fehlerfall recht heiss ....
Grüsse
Hartwig |
barewaken
01.02.2015, 00:59
@ Hartwig
|
Lichterkette / Reihen- oder Parallelschaltung |
» Na ja, das war wohl die Idee oder vielleicht nur ein Nebeneffekt - aber
» wohl deutlich besser als ein Kurzschluss.
» Ich kenne diese Kerzenlampen noch aus meiner Kindheit. die Hatten unten im
» Glaskolben eine Art Granulat, das wohl den NTC darstellte. Ich kann mir
» nicht vorstellen, daß das sehr genau war. Ausserdem wurde diese Lampen im
» Fehlerfall recht heiss ....
» Grüsse
» Hartwig
Okay, weiss ich bescheid. Danke euch! |