Page 1 Ohmsches Gesetz, Widerstand 1. Wovon hängt die

Ladung ± Strom ± Spannung
Ohmsches Gesetz, Widerstand
Spannung
U





206
1. Wovon hängt die Stromstärke ab?
Konstantandraht
V 1: An einen 1,0 m langen Draht aus Kon-
stantan (rote Fähnchen) mit dem Durchmesser d = 0,10 mm werden verschiedene
Spannungen gelegt. Die jeweilige Stromstärke wird gemessen. à Tabelle 1 zeigt
die Messwerte, à Bild 1 das zugehörige
Schaubild.
U
in Volt
I
in Ampere
Quotient U/I
in V/A
0
0
1,2
0,02
60
±
2,4
0,04
60
3,6
0,06
60
4,8
0,08
60
15 W
0,08
60 W
120 W
0,06
a) von der angelegten Spannung U,
b) von den Geräten im Stromkreis.
Zunächst untersuchen wir die Abhängigkeit der Stromstärke I
von der angelegten Spannung U bei einem Gerät. In à Versuch 1 wird als ¹Gerätª ein Draht aus Konstantan (Legierung
aus Kupfer und Nickel) verwendet.
Die Messwerte zeigen:
· Bei der n-fachen Spannung U wird am gleichen Konstantandraht die Stromstärke I auch n-fach.
· Deshalb ist der Quotient U/I konstant, d. h. von der Spannung
U unabhängig (à Tabelle 1).
· Trägt man in einem Schaubild die Werte von I über U auf, so
erhält man die U-I-Kennlinie. Sie ist bei einem Konstantandraht eine Ursprungsgerade (à Bild 1).
T 1: Drahtlänge 1,0 m; Dicke 0,1 mm
I in A
0,10
Wenn man in eine Taschenlampe statt des vorgesehenen 2,8 VLämpchens eine 6 V-Lampe der Fahrradbeleuchtung einschraubt, leuchtet diese nur schwach. Die zu kleine Spannung U
(Ursache des Stroms) erzeugt eine zu kleine Stromstärke. Umgekehrt würde die 2,8 V-Lampe beim Fahrrad strahlend helles
Licht erzeugen, wäre aber bald durchgebrannt, da die Stromstärke zu groû wäre. Um solchen ¾rger zu vermeiden, wollen wir
nach Gesetzen suchen, die angeben, wie die Stromstärke I abhängt
0,04
Diese Proportionalität zwischen I und U fand 1826 Georg Simon
Ohm. Wenn I proportional U ist, sagt man, es gilt das ohmsche
Gesetz.
0,02
0
Merksatz
0
2
4
6
8
U in V
B 1: Kennlinien zeigen, wie I von U abhängt.
Ohmsches Gesetz: Die Stromstärke I ist der Spannung U proportional: I ~ U.
Interessantes
Georg Simon Ohm wurde
1789 als Sohn eines Schlossers in Erlangen geboren.
Sein Studium der Mathematik musste er aus Geldmangel für 5 Jahre unterbrechen.
1817 wurde er in Köln Gymnasiallehrer. Mit den auûerordentlich primitiven Geräten der Schulsammlung begann er mit der Untersu-
chung des Zusammenhangs zwischen Spannung und
Stromstärke in Metalldrähten. Nach Lehrtätigkeiten
in Berlin und Nürnberg wurde er 1849 Professor für
Physik und Mathematik an der Universität München. Er entdeckte als Erster, dass sich ein Klang
aus Grundschwingung und Obertönen zusammensetzt. Seine bedeutenden Forschungsergebnisse in
der Elektrizitätslehre und der Akustik wurden erst
spät anerkannt. 1854 starb Ohm in München. Ihm zu
Ehren wurde die Einheit des elektrischen Widerstands ¹Ohmª genannt.