Ohmsches Gesetz einfach erklärt: Was ist Strom, Spannung und Widerstand?

Das Ohmsche Gesetz ist eines der wichtigsten Grundgesetze der Elektrotechnik. Wer verstehen möchte, wie elektrische Geräte funktionieren, warum Sicherungen auslösen oder weshalb Kabel unterschiedliche Querschnitte haben, kommt an diesem Gesetz nicht vorbei.

Entdeckt wurde der Zusammenhang zwischen elektrischem Strom, elektrischer Spannung und elektrischem Widerstand vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm. Er veröffentlichte seine Erkenntnisse im Jahr 1827 in seinem Werk „Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet“.

Ohms große Leistung bestand darin, zu erkennen, dass zwischen Strom, Spannung und Widerstand ein klarer mathematischer Zusammenhang besteht. Dieses Prinzip gilt bis heute und bildet die Grundlage für:

• Elektroinstallationen in Wohn- und Zweckbauten

• die Entwicklung elektrischer und elektronischer Geräte

• Sicherheitskonzepte wie Sicherungen und Leitungsschutzschalter

Ohmsche Gesetz

Was ist elektrischer Strom?

Grundlegende Erklärung

Elektrischer Strom ist die Bewegung von elektrischen Ladungsträgern. In metallischen Leitern sind das hauptsächlich Elektronen, die sich durch ein Kabel bewegen.

• Formelzeichen: I

• Einheit: Ampere (A)

• Bedeutung: Wie viele Ladungen pro Sekunde fließen

Je mehr Elektronen sich gleichzeitig bewegen, desto größer ist der Strom.

Strom im Alltag

Elektrischer Strom ist immer dann im Spiel, wenn ein Gerät Energie benötigt:

• Smartphone-Ladegerät ➡️ geringer Strom

• Waschmaschine ➡️ mittlerer Strom

• Elektroherd oder Durchlauferhitzer ➡️ hoher Strom

Je leistungsstärker ein Gerät, desto höher ist in der Regel der Stromfluss.

Was ist elektrische Spannung?

Die treibende Kraft des Stroms

Die elektrische Spannung sorgt dafür, dass sich Elektronen überhaupt bewegen. Sie beschreibt den Unterschied im elektrischen Potenzial zwischen zwei Punkten.

• Formelzeichen: U

• Einheit: Volt (V)

• Bedeutung: Energie pro Ladung

Typische Spannungen im Alltag

• 1,5 V ➡️ AA-Batterie

• 9 V ➡️ Blockbatterie

• 12 V ➡️ Fahrzeugbordnetz

• 230 V ➡️ Haushaltssteckdose

• 400 V ➡️ Drehstrom (z. B. Herd, Maschinen)

Je höher die Spannung, desto mehr Energie kann übertragen werden, bei gleichem Widerstand.

Was ist elektrischer Widerstand?

Warum Strom nicht ungebremst fließt

Der elektrische Widerstand beschreibt, wie stark ein Material oder Bauteil den Stromfluss hemmt.

• Formelzeichen: R

• Einheit: Ohm (Ω)

Jeder Leiter bietet dem Strom einen gewissen Widerstand.

Wovon hängt der Widerstand ab?

Der Widerstand eines Leiters wird beeinflusst durch:

• Material (Kupfer, Aluminium, Stahl)

• Länge des Leiters

• Querschnitt des Leiters

• Temperatur

Ein langer, dünner Draht hat einen deutlich höheren Widerstand als ein kurzer, dicker.

Widerstand gezielt genutzt

In vielen Geräten ist Widerstand kein Nachteil, sondern gewollt:

• Heizungen erzeugen Wärme durch Widerstand

• Glühlampen leuchten, weil sich der Draht stark erhitzt

• Elektronische Bauteile begrenzen gezielt Ströme

Widerstand ist ein zentrales Gestaltungselement in der Elektrotechnik.

Das Ohmsche Gesetz einfach erklärt

Der grundlegende Zusammenhang

Das Ohmsche Gesetz lautet:

U = R × I

Es beschreibt den Zusammenhang zwischen:

• U ➡️ Spannung

• R ➡️ Widerstand

• I ➡️ Strom

Was sagt das Gesetz aus?

• Bei konstantem Widerstand steigt der Strom proportional zur Spannung.

• Bei konstanter Spannung sinkt der Strom, wenn der Widerstand steigt.

• Spannung, Strom und Widerstand sind immer voneinander abhängig.

Umgestellte Formeln

• I = U / R

• R = U / I

Diese drei Formen decken nahezu alle einfachen Berechnungen in der Praxis ab.

Ausführliche Rechenbeispiele aus der Praxis

Beispiel 1: Haushaltsgerät

Ein Gerät wird an 230 V betrieben und hat einen Widerstand von 115 Ω.

I = U / R

230 V / 115 Ω = 2 A

Das Gerät zieht also 2 Ampere Strom.

Beispiel 2: Veränderung des Widerstands

Bleibt die Spannung gleich, steigt der Strom, wenn der Widerstand sinkt.

Genau das passiert bei Kurzschlüssen: Der Widerstand wird extrem klein, der Strom extrem groß.

Ideales Modell vs. Realität

Das Ohmsche Gesetz gilt streng genommen für:

• ohmsche Widerstände

• konstante Temperaturen

  
  

In der Praxis verändern sich Widerstände durch Erwärmung, Alterung oder Materialeigenschaften.

Warum das Ohmsche Gesetz in der Praxis so wichtig ist

Sicherheit in der Elektroinstallation

Das Ohmsche Gesetz ist die Grundlage für:

• Kabeldimensionierung

• Absicherung von Stromkreisen

• Schutz vor Überhitzung und Brand

  
  

Wird ein Leiter zu stark belastet:

• steigt der Strom

• erwärmt sich das Kabel

• im schlimmsten Fall entsteht Brandgefahr

Planung und Fehlersuche

Elektriker nutzen das Ohmsche Gesetz täglich:

• zur Berechnung von Stromkreisen

• zur Analyse von Fehlern

• zur Beurteilung von Messwerten

Häufige Missverständnisse rund um Strom, Spannung und Widerstand

„Spannung ist gefährlich“

Nicht die Spannung allein ist gefährlich, sondern der Strom durch den Körper. Die Spannung bestimmt, wie viel Strom fließen kann.

„Mehr Spannung heißt automatisch mehr Strom“

Nur bei gleichem Widerstand. Der Widerstand begrenzt den Stromfluss.

Gleichstrom und Wechselstrom

• Gleichstrom (DC): Stromrichtung konstant

• Wechselstrom (AC): Stromrichtung wechselt regelmäßig

Das Ohmsche Gesetz gilt für beide Stromarten, solange ohmsche Verbraucher vorliegen.

Fazit: Das Ohmsche Gesetz als Schlüssel zum Verständnis der Elektrotechnik

Das Ohmsche Gesetz ist weit mehr als eine einfache Formel. Es erklärt:

• warum Strom fließt

• warum Bauteile warm werden

• warum Sicherungen notwendig sind

Wer Strom, Spannung und Widerstand versteht, kann elektrische Vorgänge besser einschätzen und Risiken erkennen. Damit ist das Ohmsche Gesetz ein unverzichtbares Fundament für Laien genauso wie für Profis.