Arbeitsblatt: Infoblatt elektrischer Widerstand

Elektrischer Widerstand Jeder kennt wohl den Widerstand, mit dem wir morgens aufstehen und zur Schule oder zur Arbeit gehen. Elektrischer Widerstand ist ganz ähnlich gerichtet, es fällt dem elektrischen Strom beschwerlich durch Drähte und Geräte zu fließen. Um bei unserem Beispiel mit dem Wasserkreislauf zu bleiben: Der Widerstand kann hier z.B. ein dünnes Rohr oder eine Düse sein, durch die das Wasser fließen muss. Je höher der Widerstand ist, umso höher muss der Wasserdruck sein, um eine bestimmte Wassermenge pro Zeit durchfließen zu lassen. Mit dem elektrischen Strom und dem Widerstand verhält es sich ebenso: Je größer der Widerstand ist, der dem elektrischen Strom entgegengesetzt wird, umso höher muß die angelegte Spannung sein, um einen bestimmten Strom fließen zu lassen. Der elektrische Widerstand stellt sich also dem Strom entgegen und verhindert einen beliebig hohen Stromfluss, aber wozu ist das nun überhaupt gut? Warum eigentlich Widerstände? Stellen wir uns einmal vor, wir nehmen eine Batterie und schließen mit einem Draht den Stromkreis, indem wir einfach beide Batteriepole miteinander verbinden. Bestimmt kann sich jeder denken was passiert oder hat dies schon einmal selbst erlebt: Der elektrische Strom fließt so stark er nur kann (begrenzt durch die Batteriestärke) durch den Draht und ruckzuck ist die Batterie leer. Wenn ein Transistorradio so funktionieren würde, so wäre dies ein teures Vergnügen. Wie ist nun so ein Widerstand aufgebaut? Im einfachsten Fall besteht ein elektrischer Widerstand aus einem Material, welches den Strom nicht gut leitet. Dies könnte z.B. ein dünner Draht aus Eisen sein. Eisen leitet den Strom wesentlich schlechter als Kupfer oder Aluminium. Und je dünner ein Draht ist, umso höher ist auch der Widerstand. Das erscheint auch logisch, denn durch ein dickes Rohr kann auch mehr Wasser fließen als durch ein dünnes. Wozu dient nun so ein Widerstand? In elektronischen Schaltungen hat ein Widerstand verschiedene Aufgaben. Im allgemeinen begrenzt er einen Stromfluss und stellt somit einen definierten Arbeitspunkt her. Mit zwei oder mehr Widerständen können Spannungen geteilt werden und damit z.B. ein Teil der Batteriespannung einem Geräteteil zugeführt werden. Wir werden gleich sehen, wie das funktioniert. Der Herr Ohm hat seinerzeit sehr viel mit Strom experimentiert und dabei einige Grundlagen entdeckt. Er entdeckte als erster den mathematischen Zusammenhang zwischen der Spannung, dem Strom und dem Widerstand. Nach ihm ist das Ohmche Gesetz benannt. Es besagt: Der Stromfluss ist der Spannung proportional. Das Verhältnis von Spannung zu Strom ergibt den Widerstand. Der Widerstand wird mit dem Formelzeichen abgekürzt. U/I Je größer der Widerstand ist, umso geringer ist der Stromfluss bei einer gegebenen Spannung. Die Einheit des Widerstandes ist das Ohm, geschrieben durch den griechischen Buchstaben Omega. Durch einen Widerstand von einem Ohm fließt bei einer angelegten Spannung von einem Volt ein Strom von einem Ampere.