Ohmsches Gesetz

Das ohmsche Gesetz zählt zu den wichtigsten Grundregeln der Elektronik. Auch wenn die meisten Menschen auf Anhieb wohl nicht mehr genau die entsprechenden Formeln auswendig kennen, so ist zumindest der Name Ohmsches Gesetz aus den Physikstunden der eigenen Schulzeit noch dunkel präsent. Da auch bei der Bestimmung von Messgrößen mit einem Multimeter diese physikalischen Grundsätze eine wichtige Rolle spielen, möchten wir im folgenden Beitrag genauer auf das ohmsche Gesetz eingehen.

Was ist das ohmsche Gesetz?

Das ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen den drei elektrischen Grundgrößen. Diese werden als elektrische Stromspannung, elektrische Stromstärke und elektrischer Widerstand bezeichnet. Auf diese Weise lässt sich eine der drei Größen rechnerisch ermitteln, wenn zwei der Größen bekannt sind.

Zwar gilt dieses Gesetz genau genommen nur unter bestimmten Bedingungen und nur für normale Widerstände, die einen linearen Zusammenhang zwischen Strom und Spannung haben, trotzdem wird es als Grundlage verwendet, um die Zusammenhänge in elektrischen Schaltkreisen überhaupt verstehen zu können. Ohne das ohmsche Gesetz lassen sich Berechnungen in den Bereichen Elektrotechnik und Elektronik kaum bewerkstelligen.

Das ohmsche Gesetz besagt, dass wenn an einem Objekt eine elektrische Spannung angelegt wird, sich der hindurchfließende elektrische Strom in seiner Stärke proportional zur Spannung verändert.

Der elektrische Widerstand als Quotient aus Spannung und Stromstärke ist konstant und somit unabhängig von Spannung und Stromstärke. Wird in einem Stromkreis die elektrische Spannung bei konstantem Widerstand erhöht, dann erhöht sich auch die elektrische Stromstärke. Wird in einem Stromkreis der elektrische Widerstand bei konstanter Spannung erhöht, dann verringert sich die elektrische Stromstärke.

Die entsprechenden elektrischen Größen sind:

• Spannung in Volt mit dem Formelzeichen U
• Stromstärke in Ampere mit dem Formelzeichen I
• Widerstand in Ohm mit dem Formelzeichen R

Wie wird mit dem ohmschen Gesetz gerechnet?

Die Formel des ohmschen Gesetzes besteht aus drei Komponenten und lässt sich deshalb auf drei verschiedene Weisen anwenden, je nachdem welche Größe berechnet werden soll bzw. welche Größen vorhanden sind. Folgende Rechenbeispiele sollen dies veranschaulichen:

Spannung = Widerstand · Stromstärke
U = R · I

Rechenbeispiel:
Der Widerstand beträgt 10 Ohm und die Stromstärke beträgt 5 Ampere. Wie groß ist die Spannung?
Spannung (U) = Widerstand 10 Ohm (R) · Stromstärke 5 Ampere (I)
Die Spannung beträgt 50 Volt.

Strom = Spannung / Widerstand
I = U / R

Rechenbeispiel:
Die Spannung beträgt 50 Volt und der Widerstand beträgt 10 Ohm. Wie groß ist die Stromstärke?
Stromstärke (I) = Spannung 50 Volt (U) / Widerstand 10 Ohm (R)
Die Stromstärke beträgt 5 Ampere.

Widerstand = Spannung / Stromstärke
R = U / I

Rechenbeispiel:
Die Stromstärke beträgt 5 Ampere und die Spannung beträgt 50 Volt. Wie groß ist der Widerstand?
Widerstand (R) = Spannung 50 Volt (U) / Stromstärke 5 Ampere (I)
Der Widerstand beträgt 10 Ohm.

Wie wird das ohmsche Gesetz angewandt?

Die Anwendung des ohmschen Gesetzes kann in einem normalen Schaltkreis erfolgen. Ausgangsposition ist ein geschlossener Stromkreis. Ein Strom mit einer Stromstärke I und einer Spannung U fließt durch einen Widerstand R. Mit einem Multimeter lassen sich die einzelnen Größen einfach nachmessen.

• Messung 1

Bei einem gleichbleibenden Widerstand R von 100 Ohm wird die Spannung U schrittweise auf 5 Volt, 10 Volt und 15 Volt erhöht. Wie verhält sich die Stromstärke I ?

Die Messungen mit dem Multimeter ergeben folgende Werte:

Bei gleichbleibendem Widerstand R und bei gleichmäßiger Erhöhung der Spannung U, steigt die Stromstärke I konstant an.

• Messung 2

Bei einer gleichbleibenden Spannung U von 5 Volt wird der Widerstand R schrittweise auf 50 Ohm, 100 Ohm und 150 Ohm erhöht. Wie verhält sich die Stromstärke I?

Die Messungen mit dem Multimeter ergeben folgende Werte:

Bei gleichbleibender Spannung U und bei gleichmäßiger Erhöhung des Widerstandes R, nimmt die Stromstärke I konstant ab.

Weitere Anleitungen zum Messen mit dem Multimeter finden Sie unter Multimeter Spannung messen, Multimeter Strom messen und Multimeter Widerstand messen.

Woher stammt das ohmsche Gesetz?

Das ohmsche Gesetz wurde nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm benannt, der im Frühjahr 1826 während seiner Experimente die Proportionalität zwischen Stromstärke und Spannung in einem elektrischen Leiter entdeckte. Seither wird die Proportionalitätskonstante als elektrischer Widerstand bezeichnet und Ohm als Maßeinheit verwendet.

Der experimentelle Nachweis seiner Theorie war zur damaligen Zeit eine besondere Herausforderung. Weder gab es ausreichend genaue Messgeräte wie moderne Multimeter noch die passenden Versuchsutensilien. Durch sein innovatives und experimentelles Vorgehen schaffte er es aber trotzdem, was ihm eine besondere Anerkennung einbrachte.

Neben dem ohmschen Gesetz verfasste Georg Simon Ohm zahlreiche weitere wichtige Werke in verschiedenen Bereichen der Physik. Er wurde bereits zu Lebzeiten als auch posthum mit verschiedenen Ehrungen ausgezeichnet und zählt als einer der bekanntesten und einflussreichsten Personen in der Geschichte der Physik.

Wie kann man sich das Ohmsche Gesetz merken?

Um sich die Formeln des ohmschen Gesetzes einfacher merken zu können, gibt es einige Merksätze und Eselsbrücken:

Auch die sogenannte Fingerformel ist eine nützliche Eselsbrücke:

Der gesuchte Wert wird einfach mit dem Finger abgedeckt.

U=R·I
R=U/I
I=U/R

 Video Erklärung zum ohmschen Gesetz

Wer sich für die Bereiche Elektrotechnik und Elektronik interessiert, der sollte das ohmsche Gesetz kennen und verstehen. Um kompliziertere Messungen durchzuführen, ist zudem ein passendes Multimeter erforderlich. Das passende Modell für die eigenen Ansprüche finden Sie im Multimeter Test auf unserer Webseite.