Ohmsche Gesetz: Erklärung, Formel, Beispiel in der Praxis
Das „Ohmsche Gesetz“ ist eines der wichtigsten Gesetze in der Physik, beziehungsweise bei der Elektrotechnik. Es ist eigentlich gar nicht schwer zu verstehen. In diesem Artikel bekommen Sie eine Erklärung, lernen die Formel und wie Sie es in der Praxis anwenden.
Was ist das Ohm’sche Gesetz?
Es ist eigentlich das wichtigste Gesetz in der Elektrotechnik. Darauf beruht der Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung, Strom und Widerstand. Es wurde durch Georg Simon Ohm im Jahr 1826 entdeckt. Mit der Anwendung dieser einfachen Formel lassen sich die drei Grundgrößen eines Stromkreises berechnen. In einem Stromkreis wird mit dem ohmschen Gesetz das Verhältnis zwischen Spannung, Strom und Widerstand berechnet.
Um die Berechnung durchführen zu können, müssen allerdings zwei Größen davon bekannt sein.
Das ohmsche Gesetz ist für die Elektrotechnik unentbehrlich. Ohne dieses ist es nicht möglich, das Gebiet der Elektrotechnik wirklich zu verstehen.
Die Formel zur Berechnung des ohmschen Gesetzes
- Die Spannung in Volt (V) hat das Formelzeichen „U“
- Der Strom in Ampere (A) hat das Formelzeichen „I“
- Der Widerstand in Ohm (Ω) hat das Formelzeichen „R“
Wenn die Spannung gesucht ist → Spannung berechnen:
U = I x R
Wenn der Strom gesucht wird, → Strom berechnen:
I = U / R
Wenn der Widerstand gesucht wird → Widerstand berechnen:
R = U / I
Leistung berechnen:
P = U x I
I = P / U
U = P / I
| 💡 Das ohmsche Gesetz einfach erklärt: Das ohmsche Gesetz besagt, dass die Stärke I des elektrischen Stroms durch einen Leiter proportional zur elektrischen Spannung U ist. |
Das „Ohmsche Gesetz“ in der Praxis
Ein Glühbirne hat eine Leistung von 60 Watt bei einer anliegenden Spannung von 230 Volt. Nun möchte man wissen, welcher Strom fließt und wie hoch ist der Widerstand.
Hier wird nun das ohmsche Gesetz angewandt. Bekannt sind die Leistung P und die Spannung U.
Formel ohmsche Gesetz: I = P / U
60 Watt / 230 Volt = 0,26 Ampere
I = 0,26 Ampere
Da nun der Strom I bekannt ist, kann ich auch den Widerstand R ausrechnen.
Formel R = U / I
230 Volt / 0,26 Ampere
R = 884,61 Ohm
In der Praxis ist dabei zu achten, dass mit den gleichen Größen gerechnet wird. Sprich, „Ampere“ mit „Volt“ und „Ohm“ und nicht „Megaohm mit Ampere“ oder „Millivolt mit Kilowatt“ etc.
Beispiel: In einem Stromkreis mit einem festen Widerstandswert steigt bei einer höheren Spannung steigt auch die Stromstärke. Je geringer der Widerstandswert (blaue Linien), umso steiler verläuft die Widerstandslinie.
- zum Beispiel 100 Ohm, 140 Volt, 1,4 Ampere (Formel R = U / I) 140 Volt / 1,4 Ampere = 100 Ohm
- zum Beispiel 200 Ohm, 100 Volt, 0,5 Ampere (Formel R = U / I) 100 Volt / 0,5 Ampere = 200 Ohm
- zum Beispiel 50 Ohm, 40 Volt, 0,8 Ampere (Formel R = U / I) 40 Volt / 0,8 Ampere = 50 Ohm
Die Stromstärke in Abhängigkeit von der Spannung bei festem Widerstandswerten bezeichnet man das „Ohmsche Gesetz.“
Typische Fragen zum Ohmschen Gesetz
Wann gilt das ohmsche Gesetz nicht?
In Halbleiter Bauteilen wie Dioden oder Transistoren etc. ist der Zusammenhang zwischen Strom und Spannung nicht linear. Hier ist erst ab einer bestimmten Spannung ein Stromfluss möglich.
Warum ist bei einer Glühlampe das ohmsche Gesetz verfälscht?
Bei der Glühlampe mit Glühfaden herrschen in Betrieb hohe Temperaturen. Mit der Temperatur ändert sich der Widerstand. Da die Temperatur bei der Glühlampe nicht gleich bleibt, gilt das ohmsche Gesetz nicht oder wird verfälscht (siehe dazu: Kelvin Licht).
Für welche Leiter gilt das ohmsche Gesetz?
Es gilt nur für metallische Leiter und auch für Kohle, jedoch nur bei einer konstanten Temperatur.
Was sagt der Wert „Ohm“ aus?
Wer hat das Ohmsche Gesetz erfunden bzw. entdeckt?
Georg Simon Ohm erkannte die Zusammenhänge zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand im Jahr 1826. Mit dem Ohmschen Gesetz wurde der Grundstein für Telegrafie, Elektronik und Mikroelektronik gelegt.
Was beeinflusst den elektrischen Widerstand eines Leiters?
Der elektrische Widerstand zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis kann von mehreren Faktoren abhängen. Zum Beispiel:
- von der Länge des Leiters
- dem Querschnitt des Leiters
- dem Material des Leiters
- die Temperatur, die vorherrscht
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