I en seriekoppling sitter komponenterna efter varandra i en enda slinga: samma ström går genom alla medan spänningen delas upp mellan dem. I en parallellkoppling sitter komponenterna bredvid varandra i varsin gren, där alla får hela spänningen medan strömmen delas upp. Lamporna och uttagen i ett hus är parallellkopplade, så att de fungerar oberoende av varandra. Batterier seriekopplas för att få högre spänning.
Skillnaden mellan seriekoppling och parallellkoppling är en av de första sakerna man lär sig i ellära, eftersom den förklarar så mycket i vardagen. Här får du reglerna, formlerna för total resistans och en räknare som ritar kopplingen åt dig. Exemplen kommer från julgransbelysningen, ficklampan och elcentralen.
Seriekoppling
I en seriekoppling finns bara en väg för strömmen: från spänningskällan genom komponenterna i tur och ordning och tillbaka till källan. Bryts kretsen på ett enda ställe slutar strömmen att flyta i hela kretsen.
Reglerna för seriekoppling
- Strömmen är lika stor genom alla komponenter.
- Spänningen delas upp. Summan av delspänningarna är lika med källans spänning.
- Den totala resistansen är summan av alla resistanser: R = R1 + R2 + R3 …
Tre motstånd på 100, 220 och 470 Ω i serie har tillsammans resistansen 790 Ω. Med ett batteri på 9 V blir strömmen I = 9 / 790 ≈ 11,4 mA. Över det största motståndet ligger mest spänning, eftersom spänningen fördelas i proportion till resistansen.
Seriekoppling i vardagen
Äldre julgransbelysningar var ofta seriekopplade. Gick en lampa sönder slocknade hela slingan, så man fick prova lampa för lampa tills man hittade den trasiga. Strömbrytare och säkringar sitter alltid i serie med det de ska styra eller skydda. Det är därför de kan bryta strömmen.
Parallellkoppling
I en parallellkoppling delar sig kretsen i flera grenar som alla ansluts till samma två punkter. Varje gren har direkt kontakt med spänningskällan. Går en gren sönder fortsätter de andra att fungera.
Reglerna för parallellkoppling
- Spänningen är lika stor över alla grenar.
- Strömmen delas upp. Den totala strömmen är summan av grenarnas strömmar.
- Den totala resistansen beräknas med 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 … och blir alltid lägre än den minsta resistansen.
Två lika stora resistorer parallellt ger halva resistansen. Två på 100 Ω blir 50 Ω. För exakt två resistorer finns en genväg: R = (R1 × R2) / (R1 + R2).
Parallellkoppling i vardagen
Alla uttag och lampor i ett hus är parallellkopplade. Varje apparat får hela spänningen på 230 V och kan tändas och släckas för sig. Ju fler apparater som slås på i samma grupp, desto större blir den totala strömmen. Till slut blir den så stor att säkringen löser ut.
Räknare: rita och räkna din koppling
Välj seriekoppling eller parallellkoppling, ange spänningen och skriv in upp till sex resistanser separerade med semikolon. Räknaren ritar schemat och visar ström, spänning och effekt för varje del.
Räknare för serie- och parallellkoppling
Kirchhoffs lagar
Reglerna ovan är specialfall av två lagar som den tyske fysikern Gustav Kirchhoff beskrev 1845. De gäller för alla kretsar, hur krångliga de än är.
- Strömlagen: Den ström som flyter in i en förgreningspunkt är lika stor som den som flyter ut. Ingen laddning försvinner på vägen.
- Spänningslagen: Går du ett varv runt en sluten slinga och summerar alla spänningar blir summan noll. Det som spänningskällan ger tas ut av komponenterna i slingan.
Strömlagen förklarar varför strömmarna i en parallellkoppling adderas. Spänningslagen förklarar varför delspänningarna i en seriekoppling blir lika med källans spänning.
Batterier i serie och parallellt
Batterier följer samma regler. I serie adderas spänningarna, så två batterier på 1,5 V ger 3 V. Parallellt behålls spänningen men kapaciteten ökar, så batterierna räcker ungefär dubbelt så länge.
De flesta ficklampor och fjärrkontroller har batterierna i serie. Lägg i dem åt rätt håll: vänds ett batteri fel tar det ut spänningen från ett av de andra. Blanda aldrig gamla och nya batterier i samma apparat. Det svagaste batteriet kan då laddas ur helt och börja läcka.
Laddningsbara batterier som ska parallellkopplas måste ha samma spänning och laddningsnivå. Annars flyter en stor utjämningsström från det fulla till det tomma batteriet direkt när de kopplas ihop.
Lampor i serie och parallellt
Prova med två likadana glödlampor och ett batteri. I serie delar lamporna på spänningen och lyser svagare än en ensam lampa. Parallellt får båda full spänning och lyser lika starkt som en ensam lampa, men batteriet töms dubbelt så fort.
Lysdioder kopplas ofta i serie i LED-lister och lampor, med ett motstånd eller ett drivdon som begränsar strömmen. Hur du räknar ut motståndet visas på sidan om Ohms lag.
Får man parallellkoppla eluttag själv?
Nej. I en husinstallation kopplas uttagen i samma grupp parallellt genom att ledningarna dras från dosa till dosa. Att dra en ledning till ett nytt uttag räknas som en förändring av den fasta installationen. Enligt Elsäkerhetsverket ska den göras av ett elinstallationsföretag. Du får byta ett befintligt uttag på högst 16 A, men inte lägga till nya.
Att seriekoppla vägguttag fungerar inte. Uttagen skulle dela på spänningen, så ingen apparat skulle få de 230 V den är gjord för.
Vanliga frågor
Vad är skillnaden mellan seriekoppling och parallellkoppling?
I en seriekoppling går strömmen genom alla komponenter i tur och ordning medan spänningen delas upp. I en parallellkoppling får varje komponent hela spänningen medan strömmen delas upp mellan grenarna.
Vilken koppling ger högst total resistans?
Seriekopplingen, där resistanserna adderas. I en parallellkoppling blir den totala resistansen alltid lägre än den minsta enskilda resistansen.
Varför lyser lamporna svagare i serie?
Varje lampa får bara en del av spänningen. Med två likadana lampor får var och en hälften. Effekten minskar mer än så, eftersom den beror på spänningen i kvadrat.
Vad är en spänningskälla?
Allt som driver en ström genom en krets: ett batteri, en solcell, en generator eller ett nätaggregat. Spänningskällan har en pluspol och en minuspol, medan en växelspänningskälla har två ledare där spänningen växlar.
Källor
- Wikipedia: Kirchhoff’s circuit laws
- Elsäkerhetsverket: Vad får jag göra själv med el?
- Kjell & Company: Seriekoppling och parallellkoppling
Senast uppdaterad