Jedes Mal wenn du ein Licht anmachst, ein Handy lädst oder einen Herd einschaltest — elektrischer Strom fließt. Aber was genau ist "Strom"? Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Stromstärke? Und warum brennen manche Glühbirnen durch und andere nicht? Mit dem Ohmschen Gesetz beantwortest du all das — und es ist einfacher als du denkst.
💡 Das Wichtigste in 30 Sekunden:
Drei Größen — eine Formel: U = R × I
U = Spannung (Volt), R = Widerstand (Ohm), I = Stromstärke (Ampere)
Reihe: gleicher Strom. Parallel: gleiche Spannung.
Die drei elektrischen Grundgrößen
Stromstärke I (Einheit: Ampere, A)
→ Wie viele Elektronen fließen pro Sekunde? Je mehr, desto stärker der Strom.
Analogie: Menge des Wassers das durch ein Rohr fließt.
Spannung U (Einheit: Volt, V)
→ Der "Druck" der die Elektronen antreibt. Batterie: 1,5V. Steckdose: 230V. Autobatterie: 12V.
Analogie: Höhenunterschied beim Wasserfall — mehr Höhe = mehr Druck.
Widerstand R (Einheit: Ohm, Ω)
→ Wie stark bremst das Material den Stromfluss? Kupfer: wenig Widerstand. Gummi: sehr hoher Widerstand.
Analogie: Rohr-Durchmesser — enger Schlauch = mehr Widerstand.
💡 Merksatz: Strom fließt immer vom Minus- zum Pluspol (technische Stromrichtung ist umgekehrt, aber das ist Abi-Stoff).
Das Ohmsche Gesetz U = R × I
Georg Simon Ohm entdeckte 1827: Spannung, Stromstärke und Widerstand hängen zusammen:
U = R × I
Das gibt dir drei Formeln je nachdem was du gesucht ist:
- Spannung: U = R × I
- Widerstand: R = U / I
- Stromstärke: I = U / R
📝 Beispiel 1: Widerstand R = 100 Ω, Stromstärke I = 0,5 A. Welche Spannung?
U = 100 × 0,5 = 50 V
📝 Beispiel 2: Spannung U = 12 V, Widerstand R = 4 Ω. Welche Stromstärke?
I = 12 / 4 = 3 A
📝 Beispiel 3: Spannung U = 230 V, Stromstärke I = 2 A. Welcher Widerstand?
R = 230 / 2 = 115 Ω
Reihenschaltung — Widerstände hintereinander
Bei der Reihenschaltung sind alle Bauteile hintereinander in einem Stromkreis.
Regeln Reihenschaltung:
- Die Stromstärke ist überall gleich: I₁ = I₂ = I₃
- Die Spannungen addieren sich: U_ges = U₁ + U₂ + U₃
- Die Widerstände addieren sich: R_ges = R₁ + R₂ + R₃
📝 Beispiel: 3 Glühbirnen à 10 Ω in Reihe an 30 V.
R_ges = 10 + 10 + 10 = 30 Ω
I = U / R = 30 / 30 = 1 A (durch alle drei Birnen gleich!)
Achtung: Fällt eine Birne aus, erlischt der ganze Stromkreis — klassisches Problem bei alten Lichterketten!
Parallelschaltung — Widerstände nebeneinander
Bei der Parallelschaltung haben alle Bauteile eine eigene Verbindung zur Quelle.
Regeln Parallelschaltung:
- Die Spannung ist überall gleich: U₁ = U₂ = U₃
- Die Ströme addieren sich: I_ges = I₁ + I₂ + I₃
- Der Gesamtwiderstand ist kleiner als jeder Einzelwiderstand: 1/R_ges = 1/R₁ + 1/R₂ + ...
📝 Alltagsbeispiel: Alle Steckdosen zuhause sind parallel geschaltet! Deshalb haben alle die gleiche Spannung (230V) — und wenn ein Gerät ausfällt, laufen die anderen weiter.
Elektrische Leistung P = U × I
Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie pro Sekunde verbraucht wird:
P = U × I (Einheit: Watt, W)
📝 Beispiel: Haartrockner: U = 230 V, I = 8,7 A
P = 230 × 8,7 ≈ 2000 W = 2 kW
Bei 1 Stunde Betrieb: 2 kWh Stromverbrauch
Häufige Fehler in der Klausur
Fehler 1: Bei Reihenschaltung annehmen, dass sich die Spannung nicht aufteilt.
→ Bei Reihe teilt sich die Spannung auf alle Widerstände auf (proportional)!
Fehler 2: Strom und Spannung verwechseln.
→ Volt = Spannung, Ampere = Stromstärke — nie umdrehen!
Fehler 3: Parallelschaltung: glauben, dass der Gesamtwiderstand die Summe ist.
→ Nein! Bei Parallel wird 1/R_ges = Summe der 1/R_n. Der Gesamtwiderstand wird kleiner!
Zusammenfassung
- U = R × I → Ohmsches Gesetz (die wichtigste Formel!)
- Reihenschaltung: I gleich, U addiert sich, R addiert sich
- Parallelschaltung: U gleich, I addiert sich, 1/R addiert sich
- P = U × I → Elektrische Leistung in Watt
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