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SG094 Ohm'sches Gesetz oder auch nicht

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Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Das Ohm'sche Gesetz in der Formulierung der Schule heißt:

Für viele Metalle bei konstanter Temperatur gilt: Der elektrische Widerstand R, definiert durch R = U/I, ist konstant.

In anderen Worten besagt das Ohm'sche Gesetz:

Innerhalb des Gültigkeitsbereichs des Ohm'schen Gesetzes sind Spannung U und Stromstärke I zueinander proportional. Die Proportionalitätskonstante heißt Widerstand R.

Du hast im Physik-Unterricht schon so viele direkte Proportionalitäten kennengelernt, es wird dich vielleicht nicht überraschen, dass auch hier eine solche gilt. Du hast dort vielleicht eine Eigenheit der direkten Proportionalität kennengelernt, nämlich eine konstante Steigung.

Tatsächlich stellt die direkte Proportionalität wirklich eine Besonderheit dar. Du siehst das, wenn du und einige deiner Klassenkameraden verschiedene Leiter untersuchen:

1. eine Glühlampe (Aufschrift 6V, 50 mA)

2. eine Si-Diode

3. eine Ge-Diode (Vorsicht: häufig nur bis 10 mA belastbar!)

4. eine Leuchtdiode

5. ein Bauteil mit dem Namen Widerstand (kurz: einen Widerstand)

In allen Fällen nehmt ihr eine I-U-Kennlinie auf [anzulegende Spannung U (nach oben) in Abhängigkeit von der gewünschten Stromstärke I (nach rechts)]. Es gibt Fälle, wo die Kennlinie stark gekrümmt ist, wo sie einen Knick hat, aber auch einen Fall, wo die Kennlinie ein Stück einer Ursprungsgeraden darstellt.

Nur in diesem Fall können wir sagen: U und I sind zueinander proportional, die Steigung der I-U-Kennlinie ist konstant, der Widerstand ist konstant. In diesem Fall wird der Widerstand R definiert als die konstante Steigung der I-U-Kennlinie, also als R = U/I. Die Einheit des Widerstands R ist also V/A bzw. 1 Ω (1 Ohm).

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( Juni 2014 )