Serieschakeling

Een serieschakeling is in de elektronica een configuratie van componenten of deelschakelingen, waarbij de stroom door de individuele componenten of deelschakelingen gelijk is en de spanning over alle deelcomponenten wordt verdeeld.

Drie dioden staan bijvoorbeeld in serie als de kathode van de ene met de anode van de andere is verbonden. Een weerstand kan in een schakeling worden omgekeerd zonder dat het functioneren van de schakeling verandert. Componenten als diodes missen deze symmetrie.

Toepassingen

Bij een kerstboomverlichting worden een groot aantal lampjes in serie geschakeld.
Een voorschakelweerstand is een voorbeeld van een spanningsdeler. Bij een voorschakelweerstand wordt een extra weerstand in serie met een component geplaatst zodat het geheel op een hogere spanning kan worden aangesloten.
Accu's en batterijen: Door deze in serie te schakelen wordt een spanning verkregen die groter is dan de spanning van één enkele bron. De stroom blijft gelijk.
Logische poorten: Door twee of meer schakelaars in serie te schakelen kan een EN-poort worden gemaakt, dat wil zeggen dat een apparaat alleen is ingeschakeld als schakelaars 1 EN 2 zijn ingeschakeld.

Vervangingswaarden

Door componenten in serie te schakelen, in een stroomkring, ontstaat een analoog van een nieuw component die wordt voorgesteld door de vervangingsschakeling. Van deze vervangingsschakeling kunnen de eigenschappen worden afgeleid uit de individuele componentwaarden.

Stroom

De stroom is door ieder deel van de serieschakeling gelijk.

I_{t} = I_{1} = I_{2} = I_{3} \dots

Spanning

De totale spanning over een serieschakeling is gelijk aan de som van de spanningen over de verschillende delen van de schakeling.

U_{t} = U_{1} + U_{2} + \dots

Weerstanden

Bij serieschakeling van bijvoorbeeld drie gelijke weerstanden wordt de spanning over de weerstanden gelijk verdeeld. De spanning over de vervangingsweerstand is dus driemaal zo groot als die door de individuele componenten. De stroom door de vervangingsweerstand is gelijk aan die door de individuele componenten. De weerstand van de vervangingsschakeling is dus driemaal van die van de individuele componenten.

Voor weerstanden geldt:

R_{v} = R_{1} + R_{2} + \dots + R_{n}

Spoelen

De zelfinductie van een spoel is recht evenredig met het aantal windingen. Doordat bij een serieschakeling van spoelen het aantal windingen toeneemt, zal daarom de vervangingszelfinductie toenemen. De vervangingszelfinductie $L_{v}$ van een aantal spoelen in serie is:

L_{v} = L_{1} + L_{2} + \dots + L_{n}

Wel moet ermee rekening gehouden worden dat velden van in serie geschakelde spoelen elkaar overlappen, waardoor de vervangingszelfinductie wordt beïnvloed. De invloed van een serieschakeling op spoelen is afhankelijk van de specifieke configuratie.

Condensatoren

De capaciteit van een condensator is omgekeerd evenredig met de dikte van het diëlektricum. Doordat bij serieschakeling van condensatoren het diëlektricum toeneemt, zal de vervangingscapaciteit afnemen.

C_{v} = \frac{1}{\frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + \dots + \frac{1}{C_{n}}}

Algemeen

Een elektrisch netwerk is een elektrische schakeling, een geheel van onderling verbonden elektrische onderdelen, zoals de dioden, weerstanden, spoelen en condensatoren, die hierboven zijn genoemd. Deze onderdelen worden daarbij onder andere in serie, maar ook parallel geschakeld. Het berekenen van de spanning over en de stroom door elk van de componenten in een elektrisch netwerk wordt netwerkanalyse genoemd. De elektriciteitswetten van Kirchhoff nemen daarbij een centrale plaats in.