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  • Allgemeine Hilfe zu diesem Level

    Der elektrische Widerstand

    Bei gleicher Spannungsquelle hängt die Stromstärke in einem Stromkreis vom Gerät ab. Der ELEKTRISCHE WIDERSTAND eines Geräts ist ein Maß dafür, wie stark das Gerät den Stromfluss hemmt bzw. behindert.
    • Schließt man eine Lampe mit kleinem Widerstand an eine passende Spannungsquelle an, so leuchtet sie hell - es fließt ein Strom, der groß genug ist, die Lampe zum Leuchten zu bringen.
    • Schließt man an die selbe Spannungsquelle eine Lampe mit etwas größerem Widerstand an, so leuchtet sie nur ein wenig - der größere Widerstand hemmt den Stromfluss, daher fließt nicht genug Strom, um die Lampe zum hellen Leuchten zu bringen.
    • Schließt man an die selbe Spannungsquelle eine Lampe mit noch größerem Widerstand an, so bleibt sie dunkel - der Stromfluss wird so stark gehemmt, dass er die Lampe gar nicht mehr zum Leuchten bringen kann.
    • Bei vielen Bauteilen verändert sich der Widerstandswert zum Beispiel mit steigender Temperatur (beim Glühdraht einer Lampe) oder wechselnden Lichtverhältnissen (Fotowiderstand).
    • Es gibt Bauteile, die ihren Widerstandswert nicht verändern. Sie heißen Ohmsche Widerstände. Um experimentell zu entscheiden, ob ein Bauteil ein Ohmscher Widerstand ist, misst du bei verschiedenen Spannungen jeweils die Stromstärke durch das Bauteil und berechnest jeweils den Widerstand.
    Zusammenhang zwischen Widerstand R, Spannung U und Stromstärke I in einem Stromkreis
    • Fließt ein Strom der Stärke I durch ein Gerät, das an eine Spannungsquelle U angeschlossen ist, so ist der elektrische Widerstand des Geräts gegeben durch den Quotienten aus Spannung und Stromstärke: R = U/I
    • Umgekehrt heißt das: Ein Gerät mit dem Widerstand R, durch das der Strom I fließen soll, benötigt eine Spannungsquelle der Stärke U = R · I
    • Durch ein Gerät mit dem Widerstand R, das an eine Spannungsquelle U angeschlossen ist, fließt der Strom I = U/R

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  • Der elektrische Widerstand...
    gibt an, wie stark die Elektronen auf ihrem Weg "gehemmt" werden.
    wie leistungsstark der Verbraucher ist.
    ist definiert als Quotient aus Stromstärke und Spannung.
    ist definiert als Quotient aus Spannung und Stromstärke.
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Der elektrische Widerstand

Bei gleicher Spannungsquelle hängt die Stromstärke in einem Stromkreis vom Gerät ab. Der ELEKTRISCHE WIDERSTAND eines Geräts ist ein Maß dafür, wie stark das Gerät den Stromfluss hemmt bzw. behindert.
  • Schließt man eine Lampe mit kleinem Widerstand an eine passende Spannungsquelle an, so leuchtet sie hell - es fließt ein Strom, der groß genug ist, die Lampe zum Leuchten zu bringen.
  • Schließt man an die selbe Spannungsquelle eine Lampe mit etwas größerem Widerstand an, so leuchtet sie nur ein wenig - der größere Widerstand hemmt den Stromfluss, daher fließt nicht genug Strom, um die Lampe zum hellen Leuchten zu bringen.
  • Schließt man an die selbe Spannungsquelle eine Lampe mit noch größerem Widerstand an, so bleibt sie dunkel - der Stromfluss wird so stark gehemmt, dass er die Lampe gar nicht mehr zum Leuchten bringen kann.
  • Bei vielen Bauteilen verändert sich der Widerstandswert zum Beispiel mit steigender Temperatur (beim Glühdraht einer Lampe) oder wechselnden Lichtverhältnissen (Fotowiderstand).
  • Es gibt Bauteile, die ihren Widerstandswert nicht verändern. Sie heißen Ohmsche Widerstände. Um experimentell zu entscheiden, ob ein Bauteil ein Ohmscher Widerstand ist, misst du bei verschiedenen Spannungen jeweils die Stromstärke durch das Bauteil und berechnest jeweils den Widerstand.
Zusammenhang zwischen Widerstand R, Spannung U und Stromstärke I in einem Stromkreis
  • Fließt ein Strom der Stärke I durch ein Gerät, das an eine Spannungsquelle U angeschlossen ist, so ist der elektrische Widerstand des Geräts gegeben durch den Quotienten aus Spannung und Stromstärke: R = U/I
  • Umgekehrt heißt das: Ein Gerät mit dem Widerstand R, durch das der Strom I fließen soll, benötigt eine Spannungsquelle der Stärke U = R · I
  • Durch ein Gerät mit dem Widerstand R, das an eine Spannungsquelle U angeschlossen ist, fließt der Strom I = U/R
Beispiel
Bei einem Stromkreis mit einem (ohmschen) Widerstand mit 
R
=
23,00
 
Ω
 wurde eine Gesamtspannung von 
U
=
6,00
 
V
 gemessen. Wie hoch ist die Stromstärke? Runde auf geltende Ziffern.
Kennlinie
Stellt den Zusammenhang zweier Größen eines Bauteils graphisch in einem Koordinatensystem dar.
Beispiel: Eine U-I-Kennline einer Glühlampe stellt den Zusammenhang zwischen der Spannung und der Stromstärke einer Glühlampe dar. Je nachdem, welche Spannung man an der Glühlampe anlegt, stellt sich eine bestimmte Stromstärke ein, die man aus der Kennlinie ablesen kann.
Beispiel 1
Zeichne aus den Messwerten die U-I-Kennlinie des Bauteils und lies dann den fehlenden Wert ab.
Messwerte einer Glühlampe:
U [V]
0
1,0
2,0
3,5
5,0
8,0
I [mA]
0
35
50
60
70
Beispiel 2
Bestimme den Widerstandswert der Glühlampe bei einer Spannung von 
1,0
 
V
 mithilfe ihrer U-I-Kennlinie.
graphik

Gesamtwiderstand in Reihen- und Parallelschaltung

In Stromkreisen mit mehreren Widerständen ("Verbrauchern") kann der Gesamtwiderstand (oder auch Ersatzwiderstand) berechnet werden.
  • In der Reihenschaltung von Widerständen gilt: Der Gesamtwiderstand ist die Summe der einzelnen Widerstände. Für zwei Widerstände ergibt sich also Rges=R1+R2
  • In der Parallelschaltung von zwei Widerständen gilt: Der Kehrwert des Gesamtwiderstands ist die Summe der Kehrwerte der einzelnen Widerstände. Für zwei Widerstände ergibt sich also 1/Rges = 1/R1+1/R2
  • In komplexeren Schaltungen müssen beide Formeln kombiniert werden.
Beispiel
Berechne jeweils den Gesamtwiderstand:
1. Drei in Reihe geschaltete 50 Ω Widerstände.
2. Drei parallel geschaltete 50 Ω Widerstände.
3. Zwei in Reihe geschaltete 50 Ω Widerstände, denen ein dritter 50 Ω Widerstand parallel geschaltet ist.