Der Widerstand R

Schlagwörter: Widerstand, ohmscher Widerstand, Ohm, Bauteil physikalische Größe, Eigenschaft eines Leiters, Leitwert

Wenn wir vom Widerstand sprechen, dann muss klar sein, was wir meinen. Der Begriff des Widerstandes bezeichnet drei verschiedene Aspekte, das Bauteil, die physikalische Größe und die Eigenschaft eines Leiters.

Bauteil

Widerstand 500 Ohm
Poti - regelbarer Widerstand
NTC und LDR

physikalische Größe

{ \begin{array}{l}R=\frac{U}{I}\\Einheit:\left[ R \right]=1\,\Omega \,(Ohm)\end{array}}

U-I-Kennlinie

Eigenschaft eines Leiters

Der Widerstand eines Leiters ist abhängig von der Länge, der Querschnittsfläche und dem Material des Leiters (und seiner Temperatur).

{\large \displaystyle R\,=\,f\left( l,\,A,\,{{\rho }_{Mat}},\,\vartheta  \right)}

1. zum Bauteil

Der Widerstand ist das häufigste elektrische Bauteil. Elektrische Widerstände gibt es in verschiedenen Ausführungen und Größen. Dabei sind in der Schulphysik nur die Widerstände a) bis d) von Bedeutung.

a) Festwiderstände

Symbol Widerstand

b) regelbare Widerstände / Potentiometer

Symbol Potentiometer

c) LDR

LDRs sind lichtabhängige Widerstände. Je stärker die Beleuchtung, desto kleiner der Widerstand

Symbol LDR

d) NTC

NTC oder Heißleiter steht für „negativer Temperaturkoeffizient“. NTCs sind Widerstände, die von der Temperatur abhängig sind. Je höher die Temperatur, desto kleiner der Widerstand.

Symbol NTC

e) PTC

PTC oder Kaltleiter steht für „positiver Temperaturkoeffizient“. PTCs sind Widerstände, die von der Temperatur abhängig sind. Je höher die Temperatur, desto größer der Widerstand.

Symbol PTC

f) Varistor

Der Widerstand von Varistoren ist von der Spannung abhängig. Je kleiner die Spannung, desto größer der Widerstand.

Symbol Varistor

2. zur physikalischen Größe

Der Widerstand gibt an, wie stark der Stromfluss behindert wird. Wenn wir die Kennlinie eines Ohmschen Widerstandes betrachten, dann erkennen wir:

Je größer die Spannung, desto größer der Strom.

R1 > R2

U-I-Kennlinie

Das Ohmsche Gesetz beschreibt diesen Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke.

{\large U\sim I\,\Leftrightarrow \frac{U}{I}=\,\text{konstant}}

Wenn Spannung U und Stromstärke I proportional zueinander sind, dann existiert ein Proportionalitätsfaktor. Dieser Proportionalitätsfaktor ist der Widerstand R.

{\large   R=\frac{U}{I}}

Die Einheit des Ohmschen Widerstandes ergibt sich aus seiner Berechnung.

{\large\left[ R \right]\,=1\,\frac{V}{A}=1\,\Omega \,\,(\text{Ohm})</p><p>   }

Die Einheit des Widerstandes wurde zu Ehren des deutschen Physikers Georg Simon Ohm benannt.

Bei der Bestimmung des Widerstandes haben wie den Quotienten aus Spannung und Strom bestimmt. Eine weitere Möglichkeit bietet der Kehrwert. Der Quotieren aus Strom und Spannung  {\large\frac{I}{U} }

liefert den Leitwert. Der Leitwert G gibt an, wie gut ein Bauelement den Strom leitet.

Formelzeichen: G

Einheit: {\large  \left[ G \right]\,=1\,\frac{A}{V}=1\,S \,\,(\text{Siemens})  }

3. zur Eigenschaft

Der Widerstand eines Leiters ist abhängig von der Länge, der Querschnittsfläche und dem Material des Leiters (und seiner Temperatur). Der Einfluss von Länge, Querschnitt und Material wird auf der Seite “spezifischer Widerstand” untersucht. Der Einfluss der Temperatur wird auf der Seite Kennlinie und Temperatur näher erläutert.