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Grundwissen

Einfache Stromkreise

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Es gibt viele verschieden Arten Stromkreise zu schalten.
  • Bei UND-Schaltungen müssen für einen Stromfluss alle Schalter geschlossen sein.
  • Bei ODER-Schaltungen muss für einen Stromfluss nur ein Schalter geschlossen sein.
Aufgaben Aufgaben

In diesem Artikel stellen wir dir die wichtigsten einfachen Stromkreise vor. Fast alle davon kannst du mit einfachen Mitteln selbst nachbauen und ihre Funktionsweise erforschen.

Geschlossener Stromkreis

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Abb. 1 Notwendige Bestandteile eines geschlossenen Stromkreises

Zum Aufbau eines geschlossenen Stromkreises benötigst du eine elektrische Quelle wie z.B. eine Batterie oder ein Netzgerät, eine Glühlampe und zwei Kabel als Leitungen. Diese Bauteile musst du so schalten, dass wie in Abb. 1 ein geschlossener Stromkreis entsteht.

Ein-Aus-Schaltung

Schalter S
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Abb. 2 Ein-Aus-Schaltung mit einem Schalter und einer Glühlampe

Baust du nun in den Stromkreis einen Schalter ein (vgl. Abb. 2), so hast du eine Ein-Aus-Schaltung. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer Ein-Aus-Schaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab. 1 Schaltmöglichkeiten einer Ein-Aus-Schaltung

Schalter S Lampe L
0 0
1 1

Solche Schaltungen findest du im Alltag häufig, z.B. bei deiner Schreibtischlampe, an einer Taschenlampe oder einer Kaffeemaschine.

UND-Schaltung

Schalter S1
Schalter S2
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Abb. 3 UND-Schaltung mit zwei Schaltern und einer Glühlampe

Mit zwei Schaltern, die hintereinander geschaltet sind (vgl. Abb. 3), kannst du eine sogenannte UND-Schaltung aufbauen. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer UND-Schaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab.2 Schaltmöglichkeiten einer UND-Schaltung
Schalter S1 Schalter S2 Lampe L
0 0 0
1 0 0
0 1 0
1 1 1

Die Schaltung heißt UND-Schaltung, weil die Glühlampe nur dann leuchtet, wenn Schalter 1 UND Schalter 2 geschlossen sind. Du findest solche Schaltungen häufig an Heckenscheren, Motorsägen oder Rasenmähern. Dabei sorgt die UND-Schaltung für mehr Sicherheit. 

ODER-Schaltung

Schalter S1
Schalter S2
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Abb. 4 ODER-Schaltung mit zwei Schaltern und einer Glühlampe

Mit zwei Schaltern, die nebeneinander geschaltet sind (vgl. Abb. 4), kannst du eine sogenannte ODER-Schaltung aufbauen. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer ODER-Schaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab. 3 Schaltmöglichkeiten einer ODER-Schaltung
Schalter S1 Schalter S2 Lampe L
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 1

Die Schaltung heißt ODER-Schaltung, weil die Glühlampe immer dann leuchtet, wenn Schalter 1 ODER Schalter 2 (oder beide) geschlossen sind. Im Alltag findest du ODER-Schaltungen z.B. bei Klingeln in Mehrfamilienhäusern. Egal ob du an der Haustüre oder der Wohnungstüre auf die Klingel drückst, es klingelt in der Wohnung.

Umschaltung

Schalter S
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Abb. 5 Umschaltung mit einem Umschalter und zwei Glühlampen

Mit einem Umschalter und zwei Glühlampen, die nebeneinander geschaltet sind, kann man eine sogenannte Umschaltung aufbauen. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer Umschaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab. 4 Schaltmöglichkeiten einer Umschaltung
Schalter S Lampe L1 Lampe L2
1 1 0
2 0 1

Im Alltag ist diese Schaltung eher selten. Sie könnte prinzipiell genutzt werden, um bei einer Fußgängerampel Rotlicht oder Grünlicht einzustellen.

Wechselschaltung

Schalter S1
Schalter S2
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Abb. 6 Wechselschaltung mit zwei Umschaltern und einer Glühlampe

Mit zwei Umschaltern und einer Glühlampe kann man eine sogenannte Wechselschaltung aufbauen. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer Umschaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab. 5 Schaltmöglichkeiten einer Wechselschaltung
Schalter S1 Schalter S2 Lampe L
1 1 1
1 2 0
2 1 0
2 2 1

Man sieht: Egal, welchen der beiden Schalter man betätigt: wenn die Glühlampe vorher aus war, dann leuchtet sie danach, wenn sie vorher leuchtete, dann ist sie danach aus. Im Alltag findest du Wechsel-Schaltungen (vereinfacht) oft in längeren Fluren mit mehreren Schaltern.  

Kreuzschaltung

Schalter S1
Schalter S2
Schalter S3
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Abb. 7 Kreuzschaltung mit zwei Umschaltern, einem Kreuzschalter und einer Glühlampe

Mit zwei Umschaltern, einem Kreuzschalter und einer Glühlampe kannst du eine sogenannte Kreuzschaltung aufbauen. Die Einstellungen und das Verhalten der Bauteile in einer Kreuzschaltung wird in der untenstehenden Tabelle übersichtlich dargestellt.

Tab. 6 Schaltmöglichkeiten einer Kreuzschaltung
Schalter S1 Schalter S2 Schalter S3 Lampe L
1 1 1 1
1 1 2 0
1 2 1 0
1 2 2 1
2 1 1 0
2 1 2 1
2 2 1 1
2 2 2 0

Man sieht: Egal, welchen der drei Schalter man betätigt: wenn die Glühlampe vorher aus war, dann leuchtet sie danach, wenn sie vorher leuchtete, dann ist sie danach aus.

Reihenschaltung

Lampe L1
Lampe L2
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Abb. 8 Reihenschaltung zweier Glühlampen

Mit zwei Glühlampen, die hintereinander geschaltet sind, kannst du eine sogenannte Reihenschaltung aufbauen. Diese Schaltung hat folgende Eigenschaften:

  • Wenn eine der beiden Glühlampen kaputt geht, dann leuchtet auch die andere Glühlampe nicht mehr.
  • Die beiden Glühlampen leuchten nicht so hell wie eine einzelne Glühlampe.

Parallelschaltung

Lampe L1
Lampe L2
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Abb. 9 Parallelschaltung zweier Glühlampen

Mit zwei Glühlampen, die nebeneinander geschaltet sind, kannst du eine sogenannte Parallelschaltung aufbauen. Diese Schaltung hat folgende Eigenschaften:

  • Wenn eine der beiden Glühlampen kaputt geht, dann leuchtet die andere Glühlampe weiter.
  • Die beiden Glühlampen leuchten genau so hell wie eine einzelne Glühlampe.

Aufgrund dieser Vorteile gegenüber einer Reihenschaltung wird z.B. bei Deckenlampen mit mehreren Leuchtmitteln meist eine Parallelschaltung genutzt.