Gleichung des elektrischen Widerstands
Im Zusammenhang mit dem Ohmschen Gesetz wurde eine Formel hergeleitet , die den Zusammenhang zwischen Spannung (V), Stromstärke (I) und elektrischem Widerstand (R) beschreibt. Mathematisch ausgedrückt durch Gleichungen:
Diese Gleichung zeigt, dass der elektrische Widerstand (R) direkt proportional zur elektrischen Spannung (V) und umgekehrt proportional zum elektrischen Strom (I) ist. Ist die Netzspannung höher als die Spannung, steigt auch der elektrische Widerstand; umgekehrt gilt: Je stärker der Strom, desto größer der elektrische Widerstand. Diese Gleichung beschreibt das Ohmsche Gesetz nur, wenn der elektrische Widerstand (R) konstant ist. Ist der elektrische Widerstand nicht konstant, beschreibt diese Gleichung nicht das Ohmsche Gesetz, sondern den Widerstand eines Leiters.
Im Artikel über das Ohmsche Gesetz wird der Zusammenhang zwischen dem elektrischen Leiterwiderstand (R), dem spezifischen Widerstand (ρ), der Leiterlänge (l) und der Leiterquerschnittsfläche (A) erläutert. Mathematisch ausgedrückt in der Gleichung:
Aus dieser Gleichung lässt sich schließen, dass der elektrische Widerstand direkt proportional zum Widerstand des Leitertyps und seiner Länge, aber umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Leiters ist. Anders ausgedrückt: Der elektrische Widerstand steigt mit zunehmendem Widerstand des Leitertyps und seiner Länge, während er mit zunehmender Querschnittsfläche des Leiters sinkt.
Sind Leiterlänge (l) und Querschnittsfläche (A) konstant, hängt der elektrische Widerstand (R) ausschließlich vom Widerstandstyp (ρ) ab. Steigt der Widerstandstyp, steigt auch der elektrische Widerstand; sinkt er hingegen, nimmt er ab. Der Widerstandswert jedes Leitertyps ist direkt proportional zur Temperatur.
Wenn die Temperatur steigt, wird der Widerstand größer, und umgekehrt: Wenn die Temperatur sinkt, wird der Widerstand kleiner.
Der entgegengesetzte Widerstandstyp (spezifischer Widerstand) ist die Leitfähigkeit. Die Leitfähigkeit ist umgekehrt proportional zum spezifischen Widerstand, wie in der folgenden Gleichung angegeben:
Wird die Gleichung 2 in Leitfähigkeit ausgedrückt, ergibt sich:
Auf Grundlage dieser Gleichung lässt sich schließen, dass der elektrische Widerstand umgekehrt proportional zur Leitfähigkeit ist.
Wenn die Leitfähigkeit des Leiters größer ist als sein elektrischer Widerstand, wird dieser kleiner, oder umgekehrt: Wenn die Leitfähigkeit des Leiters kleiner ist als sein elektrischer Widerstand, wird dieser größer.
Die Widerstandswerte der einzelnen Materialarten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Widerstandseinheit
Die Einheit der elektrischen Spannung ist Volt, die Einheit der Stromstärke Ampere. Die Einheit des elektrischen Widerstands ist Volt/Ampere. Volt/Ampere wird auch Ohm genannt und mit Ω symbolisiert, zu Ehren des deutschen Physikers Georg Simon Ohm (1789–1854). Neben Ohm werden auch Kiloohm und Megaohm verwendet. 1 Kiloohm (kΩ) = 1000 Ω = 10³ Ω , während 1 Megaohm (MΩ) = 1000,000 Ω = 10⁶ Ω entspricht.
Messgeräte für den Widerstand
Das Messgerät für elektrischen Widerstand ist ein Ohmmeter. Dieses Messgerät ist in ein Multimeter integriert, ein Gerät zur Messung von elektrischer Spannung, elektrischem Strom und elektrischem Widerstand.
