Was ist das Ohmsche Gesetz?
Das Ohmsche Gesetz ist ein physikalisches Gesetz, das im Grunde erklärt, wie Elektrizität in einem einfachen Stromkreis richtig funktioniert. Um den elektrischen Prozess zu erklären, zeigt das Gesetz, wie die drei Elemente Strom - Ampere, Widerstand und Spannung - zusammenwirken, um einen funktionierenden Stromkreis zu bilden. Das Gesetz besagt, dass die durch einen Leiter fließende Strommenge, gemessen in Ampere, proportional oder gleich der Spannung ist, jedoch umgekehrt proportional zum Widerstand im Leiter ist.
Befürworter und Namensgeber des Gesetzes war George Simon Ohm, ein bekannter deutscher Physiker im frühen 19. Jahrhundert. Während seiner Tätigkeit als Professor am Jesuitengymnasium in Köln experimentierte und beobachtete er das Verhalten von Elektrizität in einfachen Stromkreisen mit unterschiedlichen Kabellängen. Er beschrieb und dokumentierte alle Ergebnisse in einem Buch "The Galvanic Circuit Investigated Mathematically", das zunächst abgelehnt, später jedoch anerkannt wurde und zur Festlegung des Ohmschen Gesetzes führte.
Das Ohmsche Gesetz kann in einer einfachen mathematischen Gleichung geschrieben werden: I = V / R, wobei I für den in Ampere gemessenen elektrischen Strom steht, V für die Spannung und R für den Widerstand. In dieser Gleichung ist der Widerstand normalerweise eine konstante Variable, da sein Wert nicht von der Menge des elektrischen Stroms abhängt, sondern von den Materialien, die zur Herstellung der Schaltung verwendet werden, wie z. B. den Metalldrähten und dem Widerstand selbst. Die Formel kann in anderen umgekehrten Formen wie V = IR oder R = V / I ausgedrückt werden. Diese umgekehrten Formeln können helfen, den Wert eines Elements zu finden, wenn die Werte der beiden anderen Elemente bereits identifiziert sind.
Grundsätzlich gibt es drei „Wahrheitsaussagen“, an die man sich bezüglich des Ohmschen Gesetzes erinnern sollte. Die erste Aussage ist, dass der Wert von I zunimmt oder abnimmt, wenn der Wert von V zunimmt oder abnimmt. Die zweite Aussage ist, dass der Wert von I abnimmt, wenn der Wert von R zunimmt und der Wert von V sich nicht ändert. Die dritte Aussage ist, dass der Wert von I zunimmt, wenn der Wert von R abnimmt und der Wert von V gleich bleibt.
Das Prinzip des Ohmschen Gesetzes kann praktisch auf Geräte und alle Geräte angewendet werden, die mit Elektrizität oder einer Batterie betrieben werden. Beispielsweise benötigt eine einfache Leuchtdiode (LED) nur 2 Volt und 0,02 Ampere zum Aufleuchten, ist jedoch an eine 6-Volt-Batterie angeschlossen. Dies kann zu einem Kurzschluss der LED führen und es wird ein Widerstand benötigt, um den Strom zu reduzieren. Mit der Formel R = V / I kann festgestellt werden, dass ein Widerstand mit 200 Ohm erforderlich ist, um den in die LED fließenden Strom zu steuern.