Ersatzschaltungen

Ein Ersatzschaltplan ist eine vereinfachte Darstellung einer komplizierten elektrischen Schaltung. Ersatzschaltpläne oder Ersatzschaltungen werden vor allem genutzt, um komplizierte Schaltungen mit mehreren elektrischen Widerständen und mehreren elektrischen Quellen übersichtlicher und durchschaubarer zu machen.
So lassen sich z. B. in einem Stromkreis mehrere in Reihe oder parallel geschaltete Widerstände durch einen Widerstand ersetzen. Mehrere elektrische Quellen können durch eine elektrische Quelle ersetzt werden.

Zu beachten ist immer, dass durch die gewählten Vereinfachungen die Funktionsweise der Schaltung erhalten bleiben muss. So kann man in der Regel mehrere in Reihe oder parallel geschaltete elektrische Widerstände oder Quellen zu einem Widerstand oder einer Quelle zusammenfassen. Das ist z. B. nicht mehr der Fall, wenn zwei Schalter parallel geschaltet sind. Sie können nicht durch einen Schalter ersetzt werden, weil ein Schalter ganz andere Wirkungen hervorrufen würde als zwei parallel geschaltete Schalter.

Beispiele für Ersatzschaltungen

Die nachfolgenden Ersatzschaltungen beziehen sich auf die in Bild 1 dargestellte, relativ komplizierte Schaltung.

Vereinfacht man die Schaltung, indem man die drei parallel geschalteten elektrischen Quellen durch eine elektrische Quelle ersetzt, so erhält man den in Bild 2 dargestellten Ersatzschaltplan. Dieser Ersatzschaltplan lässt sich nun ebenfalls wieder vereinfachen.

Bild 3 zeigt eine mögliche Variante. Dabei sind die beiden parallel geschalteten Widerstände $R_{\text{1}}\text{ und }{R}_{\text{2}}$ zu einem Widerstand zusammengefasst.

Bild 4 zeigt eine weitere Vereinfachung des ursprünglich recht komplizierten Schaltplanes. Die drei Widerstände aus Bild 3 sind zu einem Widerstand zusammengefasst.

Sind Berechnungen durchzuführen, so muss man die entsprechenden Gesetze für die Reihenschaltung und die Parallelschaltung von elektrischen Widerständen und elektrischen Quellen einbeziehen.