Grundlagen der Elektrotechnik

Der elektrische Widerstand ist eine der wichtigsten Grundgrößen der Elektrotechnik. Er beschreibt, wie stark ein Bauteil oder Leiter den elektrischen Stromfluss behindert. Je größer der Widerstand, desto kleiner ist der Strom

bei gleicher Spannung. Das Verständnis des Widerstands ist zusammen mit dem Ohmschen Gesetz eine zentrale Voraussetzung für die Lehrabschlussprüfung.

•    Inhaltsverzeichnis
  1. Definition und Einheit
  2. Ohmsches Gesetz
  3. Ursachen für elektrischen Widerstand
  4. Widerstand eines Leiters (Materialabhängigkeit)
  5. Arten von Widerständen
  6. Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen
     1. Reihenschaltung
     2. Parallelschaltung
  7. Elektrische Leistung am Widerstand
  8. Typische Prüfungsfragen
  9. Weiterführende Themen
  10. Videos
  11. Weiterführende Quellen

 

Definition und Einheit

Der elektrische Widerstand gibt an, welche Spannung erforderlich ist, um eine bestimmte Stromstärke durch einen Leiter oder ein Bauteil fließen zu lassen. Er ist also ein Maß dafür, wie stark der Strom

„gebremst“ wird.

• Formelzeichen: R
• Einheit: Ohm
• Einheitensymbol: Ω

Ohmsches Gesetz

Das Ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom

und Widerstand in einem elektrischen Stromkreis. Es gilt für sogenannte ohmsche Widerstände (z. B. viele Metalle bei konstanter Temperatur).

Grundformel:

U = R · I

• U: Spannung in Volt (V)
• I: Stromstärke in Ampere (A)
• R: Widerstand in Ohm (Ω)

Umgestellt:

• R = U / I
• I = U / R
• U = R · I

Ursachen für elektrischen Widerstand

In einem metallischen Leiter bewegen sich Elektronen. Dabei stoßen sie an Atome und Gitterfehler. Diese Zusammenstöße behindern die Bewegung der Elektronen – das wird als elektrischer Widerstand wahrgenommen.

Wichtige Einflussgrößen:

• Material (z. B. Kupfer, Aluminium, Eisen)
• Länge des Leiters (je länger, desto größer der Widerstand)
• Querschnittsfläche (je dünner, desto größer der Widerstand)
• Temperatur (bei Metallen: höherer Widerstand bei höherer Temperatur)

Widerstand eines Leiters (Materialabhängigkeit)

Der Widerstand eines Leiters kann mit folgender Formel berechnet werden:

R = ρ · l / A

• R: Widerstand in Ohm (Ω)
• ρ (Rho): spezifischer Widerstand des Materials (Ω·mm²/m oder Ω·m)
• l: Leiterlänge
• A: Querschnittsfläche des Leiters

Merksatz: Längerer Leiter → höherer Widerstand; größerer Querschnitt → kleinerer Widerstand.

Arten von Widerständen

• Feste Widerstände: haben einen konstanten Nennwert (z. B. Kohleschicht-, Metallschichtwiderstände).
• Veränderbare Widerstände: z. B. Potentiometer, Drehwiderstände, Schiebewiderstände.
• Temperaturabhängige Widerstände: NTC
  NTC

  NTC steht für „Negative Temperature Coefficient“auch als Heißleiter bekannt - werden Stoffe bezeichnet - deren Widerstand bei steigenden Temperaturen abnimmt.

  weiter lesen
  , PTC
  PTC

  https://mrmechatronik.truckers.at/fachgebiete/elektronik/get/arten-von-elektrischen-widerstaenden

  weiter lesen
  .
• Weitere Spezialwiderstände: z. B. LDR
  LDR

  index.php?option=com_content&view=article&id=203&catid=26

  weiter lesen
  (lichtabhängige Widerstände).

Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen

Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung werden Widerstände hintereinander geschaltet. Der Strom

ist in allen Widerständen gleich, die Spannungen addieren sich.

Gesamtwiderstand:

Rges = R1 + R2 + R3 + ...

Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung werden Widerstände nebeneinander geschaltet. Die Spannung ist an allen Widerständen gleich, die Ströme teilen sich auf.

Gesamtwiderstand (allgemein):

1 / Rges = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ...

Für zwei Widerstände vereinfacht:

Rges = (R1 · R2) / (R1 + R2)

Merksatz: Der Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.

Elektrische Leistung am Widerstand

Ein Widerstand setzt elektrische Energie in Wärme um. Die Leistung kann mit folgenden Formeln berechnet werden:

• P = U · I
• P = I² · R
• P = U² / R

Dabei ist P die Leistung in Watt (W). Für Widerstände ist es wichtig, die zulässige maximale Verlustleistung (z. B. 0,25 W, 0,5 W, 1 W) einzuhalten.

Typische Prüfungsfragen

• Definieren Sie den elektrischen Widerstand.
• Nennen Sie Formelzeichen und Einheit des Widerstands.
• Formulieren Sie das Ohmsche Gesetz.
• Welche Größen beeinflussen den Widerstand eines Leiters?
• Wie berechnet man den Widerstand eines Leiters aus Länge, Querschnitt und spezifischem Widerstand?
• Wie berechnet man den Gesamtwiderstand bei Reihen- und Parallelschaltung?
• Wie berechnet man die Verlustleistung an einem Widerstand?

 

 

Microohm	[µΩ]	Millionstel-Ohm	1 µΩ	=	0,000 001 Ω
Milliohm	[mΩ]	Tausendstel-Ohm	1 mΩ	=	0,001 Ω
Ohm	[Ω]	Ohm	1 Ω	=	1 Ω
Kiloohm	[kΩ]	Tausend Ohm	1 kΩ	=	1 000 Ω
Megaohm	[MΩ]	Million Ohm	1 MΩ	=	1000 000 Ω

 

 

Formelzeichen = R

Einheit-Kurzform = Ω
Einheit = Ohm

Messgerät: Ohmmeter

 

Weiterführende Themen

mehr zum Elektrischen Widerstand gibt es unter Arten von elektrischen Widerständen.

 

 

Videos

 

 

Weiterführende Quellen

Mehr Informationen sind auf diesen Links zu finden.

• Quelle: https://www.mikroe.com/ebooks/components-of-electronic-devices/introduction-to-resistors
• Quelle: https://www.mathe-lexikon.at/grundlagen/masseinheit/elektrische-masseinheiten/elektrischer-widerstand.html