Ohmsches Gesetz
Formel
Ohmsches Gesetz
Das ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen der an den Klemmen eines Stromkreises anliegenden Spannung, die einen Strom durch den Leiter treibt, dessen Höhe jedoch von Materialeigenschaften bzw. von der Geometrie des Leiterdrahts abhängt.
Der ohmsche Widerstand sinkt proportional mit zunehmenden Leiterquerschnitt (indirekte Proportionalität), steigt proportional mit zunehmender Leiterlänge (direkte Proportionalität) und ist abhängig von einer Materialeigenschaft, dem spezifischen Widerstand bzw. dem spezifischen Leitwert. Der ohmsche Widerstand ist bei Elektroheizungen erwünscht, nicht aber bei der Energieübertragung, wo der Spannungsabfall entlang der Leitung zu einer Verlustleistung führt.
\(R=\dfrac{U}{I} \)
Treibt die Spannung U=1V einen Strom von der Stärke I=1A so beträgt der ohmsche Widerstand R=1W
| I | Strom in A(mpere) |
| U | Spannung in V(olt) |
| R | Widerstand („Resistanz“) in Ω (Ohm) auch "Wirkwiderstand" |
- Die Beziehung \(U = R \cdot I\) gilt nur für rein ohmsche Widerstände, nicht nur bei Gleichstrom sondern auch bei Wechselstrom, weil in diesem Fall die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung genau 0° beträgt. (D.h. der Nulldurchgang von Strom und Spannung erfolgen zeitgleich). Ohmsche Widerstände wandeln elektrische Energie ausnahmslos in thermische Energie um - sie werden heiß. Spulen und Kondensatoren hingegen sind keine rein ohmschen Widerstände.
- Die Beziehung \(U = R \cdot I\) gilt auch nur für lineare ohmsche Widerstände. Dioden sind ein Beispiel für elektronische Bauelemente mit einem nichtlinearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung. Dieser Zusammenhang muss daher einer individuellen Strom-Spannungskennlinie entnommen werden. Für jeden einzelnen Punkt dieser Kennlinie gilt das ohmsche Gesetz wiederum.
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Wissenspfad
Zur aktuellen Lerneinheit empfohlenes Vorwissen
| Gleichstromkreise | Gleichstromkreise bestehen aus Stromquelle, Stromverbraucher und Leitung. Die Bewegungsrichtung der Ladungsträger ändert sich zeitlich nicht. |
Aktuelle Lerneinheit
| Ohmsches Gesetz | Das Ohm'sche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen dem von der Klemmenspannung durch den Stromkreis getriebenen Strom und dem Ohm'schen Widerstand im Stromkreis |
Verbreitere dein Wissen zur aktuellen Lerneinheit
| Induktivität einer Spule | Die Induktivität einer Spule ist direktproportional zur Windungszahl N und zum (verketteten) magnetischen Fluss und indirekt proportional zur Stromstärke I. |
| Kapazität eines Kondensators | Die Kapazität eines Kondensators hängt von der Geometrie seiner Bauform und den Dielektrizitätskonstanten des Materials zwischen den Platten ab |
| Widerstand, Leitwert, Leitfähigkeit | Der spezifische elektrische Widerstand gibt für ein bestimmtes Material an, wie groß dessen Widerstand bei 1m Leitungslänge und einem Leiterquerschnitt von 1 mm² ist |
| Elektrische Spannung | Die elektrische Spannung U entspricht der Arbeit W, die zur Verschiebung der Ladung Q erforderlich ist |
| Elektrische Stromstärke | Unter elektrischem Strom versteht man die Bewegung von elektrischer Ladung |
| Elektrische Arbeit bzw. elektrische Energie | Elektrische Arbeit ist das Produkt aus bezogener Leistung mal der Zeit, während der der Bezug stattfand. |
| Elektrische Leistung im Gleichstromkreis | Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Strom und Spannung |
| Stern-Dreieck bzw. Dreieck-Stern Umwandlung | Aus den gegebenen Widerständen einer Sternschaltung sollen äquivalente Widerstände einer Dreieckschaltung errechnet werden |
| Ideale und reale Stromquelle | Eine ideale Stromquelle liefert stets eine konstante Stromstärke |
| Ideale und reale Spannungsquelle | Die Ausgangsspannung einer idealen Spannungsquelle verringert sich bei Belastung nicht |
| Parallelschaltung von Widerständen bzw. Stromteiler | Bei einer Parallelschaltung sind alle Widerstände neben einander geschaltet und an ihnen liegt die gleiche Spannung an. |
| Serienschaltung von Widerständen bzw. Spannungsteiler | Bei einer Reihenschaltung von Widerständen sind alle Widerstände hinter einander geschaltet und vom gleichen Strom durchflossen. |
| Leitungsverluste | Die unerwünschten Leitungsverluste eines elektrischen Netzes steigen quadratisch mit der Stromstärke und linear mit dem Leitungswiderstand. |
| Erster und zweiter kirchhoffscher Satz | Der erste kirchhoffsche Satz beschreibt die Beziehung zwischen den zu- bzw. den abfließenden Strömen an einem Knotenpunkt. |