Das Ohmsche Gesetz
In einem Leitungsdraht strömen die Elektronen zwischen den Metallatomen hindurch. Dabei stoßen sie gelegentlich mit den Atomen zusammen und verlieren dadurch einen Teil ihrer Energie. Der Werkstoff setzt der Elektronenströmung einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand begrenzt die Stromstärke.
Es muß Arbeit aufgewendet werden, um die Strömung trotz des Widerstandes aufrecht zu erhalten. Diese Arbeit wird in Wärme umgewandelt.
Ein Leiter, der von einem Strom durchflossen wird, erwärmt sich. Wenn man von Widerstand spricht, so kann das Bauteil Widerstand gemeint sein oder die Widerstandswirkung einer Leitung. Bei Widerstandswirkungen wird die Bezeichnung Widerstandswert, bei Bauteilen die Bezeichnung Widerstand verwendet.
Das Formelzeichen für den Widerstand ist R (lat. resistantia).
Werkstoffe die den elektrischen Strom sehr gut leiten (also dem Strom fast keinen Widerstand entgegensetzen) werden auch Leiter genannt. Jeder Leiter hat immer einen Widerstand.
Beispiele von Widerständen
kurze Leitungsstücke (0,5 m) ca. 0,000 001 Ohm... 0,1 Ohm
längere Leitungen (100 m) ca. 0,1 Ohm...10 Ohm
1000 W Halogenlampe ca. 50 Ohm
Lampen u. Geräte im Haushalt ca. 10 Ohm...1000 Ohm
elektronische Geräte ca. 0,1 Ohm...1000 000 Ohm
Isolationswiderstände ca. 10 000 000 Ohm...1000 000 000 000 Ohm
Der elektrische Stromkreis
Einfacher elektrischer Stromkreis
Ein elektrischer Stromkreis besteht aus:
Spannungsquelle (E-Werk)
Leiter (Hin- und Rückleiter)
Verbraucher (Widerstand oder Lampe)
In der Spannungsquelle wird Energie aus anderen Energieformen in elektrische Energie umgewandelt. Im Verbraucher wird die elektrische Energie in Nutzenergie und Wärme umgewandelt. Die elektrische Energie wird dabei verbraucht und eine andere Energieform (Licht, Wärme) erzeugt. Der Verbraucher ist also kein Verbraucher im strengsten Sinne sondern wieder ein Energieumwandler. (Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden.)
Bei fast allen Leitern stehen Spannung, Strom und Widerstand zueinander in einem bestimmten gesetzmäßigen Zusammenhang. Variiert man die Spannung, so ändert sich auch der Strom. Messungen ergeben, daß der Strom sich (bei gleichbleibendem, konstantem Widerstand) proportional ändert.
Daraus ergibt sich die Gleichung
Diese Konstante stellt den elektrischen Widerstand R dar.
Die Gleichung lautet nun
Das Ohmsche Gesetz ist eines der Grundgesetze der Elektrotechnik.