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Ohmsches Gesetz
Physik · Klasse 8–10 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: Elektrizität im Alltag · bis Ende Jg. 9/10
Spannung, Stromstärke und Widerstand hängen über das Ohmsche Gesetz zusammen. Diese Seite zeigt die Formel, ein Beispiel und die Vorsilbe, an der es meistens scheitert.
Worum es geht
Die Spannung U treibt den Strom an, der Widerstand R bremst ihn, die Stromstärke I ist das Ergebnis. Bei gleicher Spannung fließt durch einen großen Widerstand wenig Strom. Das Ohmsche Gesetz U = R · I gilt für Bauteile, deren Widerstand sich beim Erwärmen kaum ändert, etwa Metalldrähte bei konstanter Temperatur. Aus Spannung und Stromstärke folgt außerdem die elektrische Leistung, die ein Gerät umsetzt.
Die Formeln
| Größe | Formel | Einheit |
|---|---|---|
| Ohmsches Gesetz | U = R · I | V = Ω · A |
| Stromstärke | I = U / R | A |
| Widerstand | R = U / I | Ω |
| Leistung | P = U · I | W |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: An einer Lampe liegen 12 V, es fließen 250 mA. Berechne Widerstand und Leistung.
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Formeln | R = U / I; P = U · I | beide Größen folgen aus U und I |
| 2 · Umrechnen | I = 250 mA = 0,25 A | Ohm ist Volt pro Ampere, nicht pro Milliampere |
| 3 · Einsetzen | R = 12 V / 0,25 A; P = 12 V · 0,25 A | jetzt passen die Einheiten |
| 4 · Ergebnis | R = 48 Ω; P = 3 W | eine kleine Lampe, plausibel |
Der typische Fehler
Milliampere nicht umrechnen. 12 V / 250 mA wird schnell zu 12 / 250 = 0,048 Ω. Das sieht nach einer Rechnung aus, beschreibt aber fast einen Kurzschluss. Das „m“ steht für ein Tausendstel: 250 mA = 0,25 A. Genauso bei kΩ: 2 kΩ = 2 000 Ω. Vorsilben werden vor dem Einsetzen aufgelöst, nicht danach.
So prüfst du dein Ergebnis
Probe: R · I muss wieder U ergeben: 48 Ω · 0,25 A = 12 V. Größenordnung: Lampen und Kleingeräte haben einige Ohm bis einige hundert Ohm, Ströme im Haushalt liegen meist unter 16 A. Grenzfall: Doppelter Widerstand bei gleicher Spannung, halbe Stromstärke.