Der elektrische Widerstand

1.) Elektrischer Widerstand, was ist das?

Jeder Leiter erwärmt sich, wenn er von elektrischem Strom durchflossen wird. Diese Wärmeenergie ist nicht mehr als Elektroenergie vorhanden. Jedes Material hat seinen spezifischen Widerstand.

2.) Die Einheit: Das Ohm

Wird an einem Verbraucher eine elektrische Spannung von einem Volt (V) angelegt und dann eine Stromstärke von einem Ampere (1A) gemessen, dann besitzt dieser Verbraucher einen elektrischen Widerstand von einem Ohm.

3.) Das Ohmsche Gesetz

Platzhalter zum Rechnen U = Spannung in Volt (V)

  • I = Spannung in Stromstärke in Ampere (A)
  • R = Widerstand in Ohm

Formel:

Widerstand = Spannung : Stromstärke
R = U : I
1 Ohm = 1 Volt : 1 Ampere

Beispiel :


Eine Waschmaschine benötigt eine 16-A-Sicherung. Sie ist an 220 Volt angeschlossen. Wie groß ist ihr elektrischer Widerstand ?
Geg : U = 220 V, I = 16 A

Ges : R

Lös : R = U : I

R = 220V :16A

R = 13,75 Ohm

Umstellungen :

R = U : I

Widerstand = Spannung : Stromstärke

U = R * I

Spannung = Widerstand * Stromstärke

I = U : R

Stromstärke = Spannung : Widerstand
 

4.) Der spezifische Widerstand

Jedes Material leitet den elektrischen Strom auf unterschiedliche Weise.
  • Manche Stoffe, z. B. Metalle, sind sehr gute Leiter,
  • andere, z. B. Glas, Luft , Kunststoff leiten den elektrischen Strom überhaupt nicht. Diese nicht Leiter nennt man mit dem Fachbegriff Isolatoren.
  • Kupfer, Silber, Aluminium, sind sehr gute Leiter. Eisen und Blei leiten den Strom schlechter.
  • Für die Zu- und Rückleitungen verwendet man möglichst gute Leiter, z.B. Kupfer.

5. Wovon ist der elektrische Widerstand abhängig?

5.1 vom Material des elektrischen Leiters

siehe oben > spezifischer Widerstand <

5.2 vom Querschnitt des elektrischen Leiters

Je dicker der Querschnitt, desto geringer ist der elektrische Widerstand

5.3 von der Länge des elektrischen Leiters

Je länger der elektrische Leiter, desto höher ist der elektrische Widerstand

5.4 von der Temperatur des elektrischen Leiters

Für die meisten Leiter gilt: Je heißer der elektrische Leiter, desto höher ist der elektrische Widerstand.
Eine Ausnahme ist die Legierung Konstantan: Der elektrische Widerstand ist bei unterschiedlichen Temperaturen gleich (konstant).

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Ergänzungen

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Frage: Was versteht man unter dem elektrischen Widerstand?
Antwort: die Wärmeenergie, die durch den elektrischen Widerstand hervorgerufen wird, ist nicht mehr als Elektroenergie vorhanden
Frage: Was versteht man unter dem spezifischen Widerstand?
Antwort:Jedes Material leitet den Strom auf verschiedene Weise. (niki360)
Frage: In welcher Einheit wird der elektrische Widerstand gemessen?
Antwort: Ohm
Frage: Wie lautet das Ohmschen Gesetz?
Antwort: R = U / I
Frage: Wie lauten beim Ohmschen Gesetz die Platzhalter für a) die elektrische Spannung b) den elektrischen Widerstand c) die elektrische Strömstärke?
Antwort: a) U b) R c) I
Frage: Wann hat ein Widerstand genau ein Ohm?
Antwort: Wenn in einem Stromkreis gemessen wird: Spannung = 1 Volt und Stromstärke = 1 Ampere, dann beträgt der elektrische Widerstand genau 1 Ohm
Frage: Wie heißt ein Nichtleiter mit dem Fachbegriff?
Antwort: Isolator (Glanz)
Frage: Nenne drei Stoffe, die den Strom nicht leiten.
Antwort: Kunststoff, Gummi, Holz
Frage: Nenne drei Stoffe, die den Strom gut leiten.
Antwort: Wasser, Kupfer, Eisen
Frage: Welcher Stoff leitet den elektrischen Strom besser: Eisen oder Kupfer?
Antwort: Kupfer
Frage: Welches Metall verwendet man normalerweise für die elektrischen Leitungen?
Antwort: Kupfer
Frage: Wovon ist der elektrische Widerstand abhängig.
Antwort:  vom Material, Breite,Länge, Temperatur und Querschnitt des Leiters (niki360)
Ergänzungsfragen:
a) Je wärmer der elektrische Leiter, desto größer ist der elektrische Widerstand
b) Je länger der elektrische Leiter, desto größer ist der elektrische Widerstand.
c) Je dicker der Querschnitt, desto geringer ist der elektrische Widerstand.
Antwort:
Frage: Welche Besonderheit hat die Legierung Konstantan?
Antwort: Der elektrische Widerstand ist bei verschiedenen Temperaturen gleich. (niki360)
Aufgabe: An einen Lichtstromkreis (220 V) wird ein elektrischer Heizofen mit 50 Ohm Widerstand angeschlossen. Hält die 10-Ampere-Sicherung das aus?
Lösung:
Geg.: U = 220 V, R = 50 Ohm,
Ges.: I
I = U / R;
I = 220 V / 50 Ohm
I = 4,4 A
Ja, die 16-Ampere-Sicherung hält es aus (niki360)
Aufgabe: Welche Voltzahl hat eine Batterie, wenn ein Verbraucher mit 9 Ohm Widerstand angeschlossen wird und dann eine Stromstärke von 0,5 Ampere gemessen wird?
Lösung:

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Rechenaufgabe auf www.leifiphysik.
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