Das ohmsche Gesetz

Schließt du ein Lämpchen an eine Batterie mit höherer Spannung an, leuchtet es heller. Aber warum eigentlich?

In diesem Video lernst du das ohmsche Gesetz. Es verbindet die drei wichtigsten Größen im Stromkreis: Spannung, Stromstärke und Widerstand.

Hier siehst du einen einfachen Stromkreis. Die Quelle links liefert die Spannung U. Sie ist der Antrieb für den Strom und wird in Volt gemessen.

Die Stromstärke I gibt an, wie viel elektrische Ladung pro Sekunde durch die Leitung fließt. Ihre Einheit ist Ampere.

Der Widerstand R gibt an, wie stark ein Bauteil den Strom hemmt. Er wird in Ohm gemessen, abgekürzt mit dem griechischen Buchstaben Omega.

Die Stromstärke misst du mit einem Amperemeter in Reihe, die Spannung mit einem Voltmeter parallel zum Bauteil.

Was passiert, wenn wir die Spannung erhöhen? Wir messen bei einem Draht mit gleichbleibender Temperatur jeweils die Stromstärke.

Bei 2 Volt fließen 0,1 Ampere, bei 4 Volt 0,2 Ampere. Verdoppelt sich die Spannung, verdoppelt sich auch die Stromstärke.

Die Messpunkte liegen auf einer Geraden durch den Ursprung. Spannung und Stromstärke sind also proportional.

Der Quotient aus Spannung und Stromstärke ist deshalb immer gleich. Genau das ist der Widerstand, hier 20 Ohm.

Meistens schreibt man das ohmsche Gesetz so: U ist gleich R mal I.

Mit dem Formeldreieck kannst du die Formel leicht umstellen. Oben steht U, unten stehen R und I.

Halte die gesuchte Größe zu. Suchst du U, stehen R und I nebeneinander. Also rechnest du R mal I.

Suchst du I, steht U über R. Also ist I gleich U durch R.

Und suchst du R, rechnest du U durch I.

Ein Widerstand von 45 Ohm wird an eine 9-Volt-Batterie angeschlossen. Wie groß ist die Stromstärke?

Gesucht ist I. Also teilen wir die Spannung durch den Widerstand.

Wir setzen ein: 9 Volt geteilt durch 45 Ohm.

Das ergibt 0,2 Ampere, also 200 Milliampere.

Nimmt man stattdessen eine Batterie mit 4,5 Volt, ist die Spannung halb so groß. Dann halbiert sich auch die Stromstärke auf 0,1 Ampere.

Jetzt umgekehrt: An einem Draht liegen 12 Volt an, und das Amperemeter zeigt 0,5 Ampere.

Gesucht ist R, also teilen wir die Spannung durch die Stromstärke.

Zwölf geteilt durch 0,5 ist 24. Der Draht hat also einen Widerstand von 24 Ohm.

Und zurück zum Lämpchen: Bei gleichem Widerstand sorgt eine größere Spannung für einen größeren Strom. Deshalb leuchtet es heller.

Fassen wir zusammen.

Spannung misst man in Volt, Stromstärke in Ampere und Widerstand in Ohm.

Das ohmsche Gesetz lautet: U ist gleich R mal I.

Mit dem Formeldreieck stellst du nach I oder nach R um.

Bleibt der Widerstand gleich, sind Spannung und Stromstärke proportional.

Das Amperemeter schaltest du in Reihe, das Voltmeter parallel.

Jetzt bist du dran!