Das Kernprinzip erforschen
Das Ohmsche Gesetz beschreibt den fundamentalen Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand. Nutzen Sie diesen interaktiven Rechner, um die Beziehungen selbst zu erkunden. Verändern Sie zwei Werte und beobachten Sie, wie sich der dritte Wert live anpasst.
Berechnete Stromstärke (I):
0.12 A
I = U / R
Visuelle Analogie: Der Wasserkreislauf
Eine höhere Spannung (Druck) oder ein geringerer Widerstand (weitere Öffnung) erhöht den Strom (Wasserfluss).
Die drei Bausteine
Um das Ohmsche Gesetz zu verstehen, muss man seine drei Komponenten kennen. Jede dieser Größen spielt eine unverzichtbare Rolle im Zusammenspiel der Elektrizität.
Spannung (U)
Einheit: Volt (V)
Die Spannung ist die treibende Kraft, der "Druck", der Elektronen durch einen Stromkreis bewegt. Ohne Spannung gibt es keinen Stromfluss.
Strom (I)
Einheit: Ampere (A)
Der Strom beschreibt den gerichteten Fluss von elektrischen Ladungsträgern. Seine Stärke gibt an, wie viele Ladungen pro Sekunde fließen.
Widerstand (R)
Einheit: Ohm (Ω)
Der Widerstand ist die Eigenschaft eines Materials, den Stromfluss zu hemmen. Er ist der Gegenspieler zur Spannung.
Praxis & Grenzen
Das Ohmsche Gesetz ist ein mächtiges Werkzeug, hat aber seine Grenzen. Eine der wichtigsten ist die Temperaturabhängigkeit des Widerstands, die zwischen "ohmschen" und "nicht-ohmschen" Bauteilen unterscheidet.
Lineare Beziehung
Bei einem idealen (ohmschen) Widerstand ist der Widerstandswert konstant. Die Stromstärke steigt linear mit der Spannung an. Das U-I-Diagramm ist eine Gerade, die durch den Ursprung geht. Dies gilt für viele metallische Leiter bei konstanter Temperatur.
Temperaturabhängige Kurve
Bei vielen realen Bauteilen wie einer Glühlampe ist der Widerstand nicht konstant. Wenn Strom fließt, erhitzt sich der Draht, und sein Widerstand steigt. Eine Verdopplung der Spannung führt daher nicht zu einer Verdopplung des Stroms. Das U-I-Diagramm ist eine gekrümmte Kurve.
Das große Ganze
Das Ohmsche Gesetz steht nicht allein. Es ist Teil eines größeren Systems von physikalischen Gesetzen, die zusammen das Verhalten komplexer elektrischer Schaltungen beschreiben und berechenbar machen.
Kirchhoffsche Gesetze
Während das Ohmsche Gesetz für einzelne Bauteile gilt, beschreiben die Kirchhoffschen Gesetze (Knoten- und Maschenregel) das Verhalten von Strom und Spannung in ganzen Netzwerken. Sie sind eine Erweiterung und basieren auf den Prinzipien der Ladungs- und Energieerhaltung.
Elektrische Leistung (P)
Die Leistung (P = U ⋅ I) beschreibt, wie viel Energie pro Zeit umgesetzt wird. In Kombination mit dem Ohmschen Gesetz lassen sich wichtige Berechnungen durchführen, z. B. wie viel Wärme ein Widerstand erzeugt (P = I² ⋅ R) oder wie viel Leistung ein Gerät verbraucht.
Wissen testen: Das Ohmsche Gesetz
Überprüfen Sie Ihr Verständnis des Ohmschen Gesetzes mit diesem kurzen Quiz. Viel Erfolg!
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