Das Ohmsche Gesetz: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 29. Oktober 2012, 21:14 Uhr

Einheiten

Spannung

Die elektrische Spannung (U) ist der Unterschied der Ladungen zweier Pole. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole mit unterschiedlichen Ladungen. Der Pluspol hat zu wenige Elektronen, der Minuspol zu viele. Die Spannung ist sozusagen der Ursprung des Stroms, und ist sozusagen die Kraft, die Druck auf freie Elektronen ausübt. Dieser Druck ensteht durch den Unterschied der Elektronenmenge an den beiden Polen. Kommt es zu einer Verbindung der beiden Pole, gibt es eine Entladung, und es fließt Strom.

In einer Schaltung findet man zwei Formen der Spannung, die Quellspannung, also die Spannung, die von der Spannungsquelle bereitgestell wird, und die Spannung, die sich an den "Verbrauchern" im Stromkreis und deswegen als Spannungsabfall bezeichnet wird, weil dabei die Quellspannung reduziert wird.

Das deutsche Formelzeichen ist U, das Englische V (von "voltage") abgeleitet. In der Schaltungstechnik werden oft Bezeichnungen wie V_BAT (Batteriespannung) und andere verwendet. Für Gleichspannungsgrößen wird das große "U" und für Wechselspannungsgrößen das kleine "u" verwendet.

Formeln zur Berechnung:

Elektr. Spannung U = Elektr. Strom I x Elektr. Widerstand R → U = I x R

Elektr. Spannung U = Elektr. Leistung P / Elektr. Strom I → U = P / I

Bildliche Darstellung von elektr. Spannung

Widerstand

Die Bewegung freier Ladungsträger im Inneren eines Leiters hat zur Folge, dass die freien Ladungsträger gegen Atome stoßen und in ihrem Fluss gestört werden. Diesen Effekt nennt man einen Widerstand. Durch diesen Effekt hat der Widerstand die Eigenschaft, den Strom in einer Schaltung zu begrenzen. Der elektrische Widerstand wird auch als ohmscher Widerstand bezeichnet. In der Elektronik spielen Widerstände eine sehr große Rolle. Neben den klassischen Widerständen hat jedes andere Bauteil einen Widerstandswert, der Einfluss auf Spannungen und Ströme in Schaltungen nimmt.

Die Ladungsträger sind übrigens frei bewegende Elektronen, was auch erklärt warum Metalle so gut leiten. Erstens sind die Protonen in Reihen angeordnet und Zweitens gehen Metalle Bindungen die man Metallbindungen nennt ein. Das bedeutet, dass jedes Atom einige seiner Elektronen sozusagen in einen gemeinsamen Fonds abgibt und deswegen gibt es viele bewegliche Elektronen die selten mit den Protonen zusammenstoßen und deswegen ein geringer Widerstand entsteht.

Das Formelzeichen des elektrischen Widerstands ist das große R. Es steht für die englische Bezeichnung Resistor (= Widerstand).

Die Maßeinheit für den elektrischen Widerstand ist Ohm mit dem Kurzzeichen Ω (Omega) aus dem griechischen Alphabet.

Formeln zur Berechnung:

Elektr. Widerstand R = Elektr. Spannung U / Elektr. Strom I → R = U / I

Elektr. Widerstand R = Spez. Widerstand p x Leiterlänge l / Leiterquerschnitt q → R = p x l / q