(ET1-21) Elektrischer Widerstand [Ohm’scher Widerstand] – Definition, Formeln Beispiele, Lernclips

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Inhaltsverzeichnis:

In diesem Kurstext erklären wir dir was ein Elektrischer Widerstand ist und gehen dabei auf die relevanten Formeln näher ein. Denn diese Formel brauchst du auf jeden Fall für deine Prüfung und solltest sie auf Anhieb parat haben. 

Für ein optimales Verständnis helfen dir in diesem Kursabschnitt drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET1-Grundlagen der Elektrotechnik  

 

Widerstand – Definition / Erklärung

Merk’s dir!

“Die Behinderung der Bewegung der Elektronen im Leiter durch Atome bezeichnet der Techniker und Ingenieur als Elektrischen Widerstand.” 

 

Elektrischer Widerstand R
Elektrischer Widerstand R
Elektrischer Widerstand R

 

Elektrischer Widerstand – Prinzip

Die Widerstände R oder ohmsche Widerstände einer Leitung oder eines Bauteils geben uns an, wie stark der elektrische Strom durch diese behindert wird. 

Läuft.. oder doch nicht?

Ein Strom kann nur dann fließen, wenn zuvor durch eine Ladungstrennung eine Spannung erzeugt wurde. Die getrennten Ladungen ziehen sich gegenseitig an und sobald diese mit einem leitenden Material verbunden werden, so bewegen sich die Elektronen vom Ort des Elektronenüberschusses hin zum Ort des Elektronenmangels.

Wie schnell dieser Ladungsausgleich stattfindet hängt direkt vom Elektrischen Widerstand ab.

 

Die Höhe des Elektrischen Widerstandes im Leiter richtet sich nach 

Beispiel!

  • Anzahl der freien Elektronen (Material)
  • Temperatur des Leiters
  • Leiterquerschnitt (Geometrie)

 

Berechnung des Widerstandes – Formel & Kurzzeichen

Entsprechend errechnet sich die Größe aus dem Quotienten von elektrischer Spannung U und elektrischer Stromstärke I → Dies entspricht dem Ohmschen Gesetz:

 

  R          Kurzzeichen 

sowie

R = \frac{U}{I}         Widerstand  

 

Einheit des Widerstandes – Dimension

Die Angabe des Widerstandes erfolgt in der Einheit Ω (Ohm). Das verwendete Formelzeichen ist das griechische Omega.

Merk’s dir!

Nicht selten wird der Wert in Kiloohm (1k Ω = 1000 Ω) oder in Megaohm (1 M Ω = 1000 k Ω = 1.000.000 Ω) angegeben.

\Omega , k\Omega , M\Omega        Dimension des Widerstandes

 

Beispiele: Typische Widerstandswerte aus dem Alltag

Beispiel für Widerstandswerte!

Wir haben dir ein paar Beispiele für Apparaturen inkl. Widerstandswerte aufgeführt:

  • Verlängerungskabel → 0,1 Ω = 100 m Ω (Milliohm)

oder

  • Waschmaschinenheizung → 25 Ω

oder

  • Herdplatte → 66 Ω

oder

  • 100-W-Glühbirne → 530 Ω

sowie

  • 60-W-Glühbirne → 880 Ω = 0,88 k Ω

 

Gemessen wird die elektrische Größe mit einem Widerstandsmesser, Multimeter (Vielfachmessgerät).

 

Merk’s dir!

Der Name Ohmscher Widerstand geht auf den deutschen Experimentalphysiker Georg Simon Ohm zurück. Dieser hat sich Zeit seines Lebens mit dem Thema Widerstände beschäftigt und wesentlich zum heutige Verständnis beigetragen. Um seine Leistung entsprechend zu würdigen, erfolgt diese Namensgebung ihm zu Ehren. Danke Georg!

 

++ Videoclip: Ohm’scher Widerstand R ++

Im nächsten Video findest du noch mal eine Zusammenfassung des Kurstextes und zusätzliche Informationen zum Thema. 

Widerstände 

 

Ohm’scher Widerstand durch eine Leitung

In der nächsten Abbildung siehst du das Schema für den Widerstand in einem Kabel:

 

Elektrischer Widerstand in Kabeln und Leitungen
Elektrischer Widerstand in Kabeln und Leitungen
Widerstand in Kabeln und Leitungen

 

Merk’s dir!

Während die Elektronen (Grün) im metallischen Leiter bewegt werden infolge einer Potentialdifferenz, stoßen sie auf Atome (Grau), die ihren Stromfluss stören. Diese Behinderung bezeichnet der Techniker als Elektrischen Widerstand.

 

Berechnung des Widerstandes mit ρ, l, q

Ist keine Angabe der Größen I und U gegeben, kann die Spannung dennoch über die Kenntnis anderer Größen aus der Elektrotechnik ermittelt werden:

Fall 1: Kenntnis des spezifischen Widerstandes (ρ), der Leiterlänge (l) sowie des Leiterquerschnitts (q).

  R = \frac{\rho \cdot l}{q}

 

Der spezifische Widerstand ist eine Stoffkonstante. Denn sie gibt den elektrischen Widerstand eines Leiters an, der 100 cm lang ist und eine Querschnittsfläche von 1 mm² aufweist.

 

Fall 2: Kenntnis des spezifischen Widerstandes (ρ), der Leiterlänge (l) sowie der Leiterquerschnittsfläche (A).

  R = \rho \cdot l \cdot A

 

++ Videoclip: Spezifischer Widerstand ++

Im nächsten Video findest du noch mal eine Zusammenfassung des Kurstextes und zusätzliche Informationen zum Thema. 


Spezifischer elektrischer Widerstand  

 

Was kommt als Nächstes?

Nachdem wir dir nun die Grundlegenden Informationen zum Widerstand vorgestellt haben, ist es folglich logisch dass wir dir im nächsten Kurstext den Gegenspieler vorstellen. Es handelt sich um den elektrischen Leitwert.

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