La Ohm'sches Gesetz ist ein Grundprinzip der Elektrizität, das die Beziehung zwischen elektrischem Strom (I), elektrischer Spannung (V) und elektrischem Widerstand (R) in einem Stromkreis beschreibt. Dieses Gesetz wurde im XNUMX. Jahrhundert vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm formuliert.
Größen und Einheiten
| GRÖSSE UND BUCHSTABE | EINHEIT UND BUCHSTABE |
|---|---|
| Elektrische Spannung (V) | Volt (V) |
| Elektrischer Strom (I) | Ampere (A) |
| Elektrischer Widerstand (R) | Ohm (Ω) |
- Elektrische Spannung:Es wird durch den Buchstaben „V“ dargestellt. Die Maßeinheit für elektrische Spannung ist das Volt (V). Elektrische Spannung ist die elektrische Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis. Es stellt den Druck oder die Kraft dar, die elektrische Ladungen in Bewegung setzt. Die Spannung wird in Volt gemessen und ist die potentielle Energie pro Einheit elektrischer Ladung.
- Elektrischer Strom: Es wird durch den Buchstaben „I“ dargestellt. Die Maßeinheit für elektrischen Strom ist das Ampere (A). Unter elektrischem Strom versteht man den Fluss elektrischer Ladungen, meist Elektronen, durch einen Leiter. Dabei handelt es sich um die Ladungsmenge, die in einem bestimmten Zeitraum durch einen Punkt im Stromkreis fließt. Strom wird in Ampere gemessen und fließt von einem Punkt mit höherem elektrischem Potenzial zu einem Punkt mit niedrigerem Potenzial.
- Elektrischer Widerstand: Es wird durch den Buchstaben „R“ dargestellt. Die Maßeinheit für den elektrischen Widerstand ist Ohm (Ω). Der elektrische Widerstand wirkt dem Stromfluss in einem Stromkreis entgegen. Je höher der Widerstand, desto schwieriger ist es für elektrische Ladungen, durch einen Leiter zu fließen. Der Widerstand wird in Ohm gemessen und hängt von der Geometrie und dem Material des Bauteils ab.
Formel des Ohmschen Gesetzes
La Formel des Ohmschen Gesetzes stellt die mathematische Beziehung zwischen Spannung (V), Strom (I) und Widerstand (R) in einem Stromkreis her. Die Formel lautet wie folgt:
V = Ich * R
Nachfolgend erklären wir, was einer der 3 Buchstaben bedeutet:
- V stellt die Spannung in Volt (V) dar.
- I stellt den Strom in Ampere (A) dar.
- R stellt den Widerstand in Ohm (Ω) dar.
Diese Formel beschreibt, dass die Spannung (V) zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis gleich dem Produkt aus dem durch diese Punkte fließenden Strom (I) und dem Widerstand (R) zwischen ihnen ist. Der Zusammenhang ist linear, das heißt, wenn Sie zwei dieser Werte kennen, können Sie den dritten mithilfe der Formel berechnen.
So verwenden Sie die Formel des Ohmschen Gesetzes, Sie müssen Folgendes bedenken:
- Wenn die Spannung (V) in Volt (V) und der Widerstand (R) in Ohm (Ω) gemessen wird, wird der Strom (I) in Ampere (A) gemessen.
- Wenn Sie die Spannung (V) und den Widerstand (R) kennen, können Sie den Strom (I) als V/R berechnen.
- Wenn Sie die Spannung (V) und den Strom (I) kennen, können Sie den Widerstand (R) als V/I berechnen.
- Wenn Sie den Strom (I) und den Widerstand (R) kennen, können Sie die Spannung (V) als I * R berechnen.
Diese Formel ist für das Verständnis und die Analyse elektrischer Schaltkreise von grundlegender Bedeutung und wird in einer Vielzahl von Anwendungen in der Elektronik und Elektrizität verwendet.
Beispiele für das Ohmsche Gesetz
- Fester Widerstand: Wenn Sie in einem Stromkreis mit festem Widerstand die Spannung (V) erhöhen, erhöht sich auch der Strom (I), solange der Widerstand konstant bleibt. Wenn Sie beispielsweise eine Glühbirne mit festem Widerstand haben und die Spannung erhöhen, leuchtet die Glühbirne heller, was bedeutet, dass der Strom zunimmt.
- Variabler Widerstand: Wenn Sie den Widerstand (R) in einem Stromkreis ändern und die Spannung konstant halten, ändert sich der Strom (I) umgekehrt proportional zum Widerstand. Das heißt, wenn Sie den Widerstand erhöhen, verringert sich der Strom, und wenn Sie den Widerstand verringern, erhöht sich der Strom. Dies zeigt sich bei Geräten wie einem Dimmer für eine Lampe, bei denen eine Erhöhung des Widerstands die Strommenge und damit das von der Lampe emittierte Licht verringert.
- Ohmsches Gesetz für Reihenschaltungen: In einer Reihenschaltung ist der Strom durch alle Widerstände gleich und die Gesamtspannung ist die Summe der Spannungen an jedem Widerstand. Für jeden einzelnen Widerstand in einer Reihenschaltung gilt das Ohmsche Gesetz.
- Ohmsches Gesetz für Parallelschaltungen: In einer Parallelschaltung ist die Spannung in allen Zweigen gleich und der Gesamtstrom ist die Summe der Ströme in jedem Zweig. Für jeden Zweig der Parallelschaltung gilt das Ohmsche Gesetz.
Das Ohmsche Gesetz ist ein grundlegendes Werkzeug zur Lösung von Problemen in der Elektronik und Elektrizität, da es Ihnen ermöglicht, den Strom, die Spannung oder den Widerstand in einem Stromkreis zu berechnen, sofern zwei dieser Werte bekannt sind und die entsprechende Formel angewendet wird.
Übungen zum Üben des Ohmschen Gesetzes
Übung 1: Angenommen, Sie haben einen 220-Ohm-Widerstand an eine 9-Volt-Batterie angeschlossen. Welcher Strom fließt durch den Widerstand?
Übung 2: Sie haben eine Glühlampe mit einem 60-Ohm-Widerstand, die an eine 120-Volt-Stromquelle angeschlossen ist. Wie groß ist die Verlustleistung der Lampe?
Übung 3: In einem Stromkreis fließt ein Strom von 2 Ampere durch einen 15-Ohm-Widerstand. Wie groß ist die Spannung im Widerstand?
Übung 4: Sie haben zwei Widerstände, einen mit 100 Ohm und einen mit 200 Ohm, die in Reihe an eine 12-Volt-Stromversorgung angeschlossen sind. Wie groß ist der Gesamtstrom im Stromkreis?
Übung 5: In einer Parallelschaltung haben Sie drei Widerstände mit den Werten 10 Ohm, 20 Ohm bzw. 30 Ohm, die an eine 60-Volt-Quelle angeschlossen sind. Wie groß ist der Gesamtstrom im Stromkreis?
