Was ist elektrischer widerstand?

Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand ist ein Maß dafür, wie stark ein elektrischer Leiter dem Stromfluss widersteht. Er wird in Ohm (Ω) gemessen.

Definition:

• Der elektrische Widerstand (R) ist das Verhältnis der elektrischen Spannung (U) über einen Leiter zum elektrischen Strom (I) durch den Leiter. Diese Beziehung wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben:

  • R = U / I

Faktoren, die den Widerstand beeinflussen:

• Material: Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche spezifischen Widerstände (ρ). Materialien mit hohem spezifischen Widerstand leiten Strom schlechter als Materialien mit niedrigem spezifischen Widerstand.

• Länge: Der Widerstand eines Leiters ist direkt proportional zu seiner Länge (l). Je länger der Leiter, desto größer der Widerstand.

• Querschnittsfläche: Der Widerstand eines Leiters ist umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche (A). Je größer die Querschnittsfläche, desto geringer der Widerstand.

• Temperatur: Bei den meisten Materialien ändert sich der Widerstand mit der Temperatur. Bei Metallen steigt der Widerstand in der Regel mit steigender Temperatur, während er bei Halbleitern sinken kann. Der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark sich der Widerstand pro Grad Celsius ändert.

Widerstand in Schaltkreisen:

• Reihenschaltung: Der Gesamtwiderstand in einer Reihenschaltung ist die Summe der Einzelwiderstände.

• Parallelschaltung: Der Kehrwert des Gesamtwiderstands in einer Parallelschaltung ist die Summe der Kehrwerte der Einzelwiderstände.

Komponenten:

• Widerstände (Bauelemente): Sind elektronische Bauelemente mit einem definierten Widerstandswert. Sie werden verwendet, um den Stromfluss in einem Schaltkreis zu begrenzen oder Spannung zu teilen. Unterschiedliche Typen sind Festwiderstände, Potentiometer (variable Widerstände) und Thermistoren (temperaturabhängige Widerstände).

Anwendungen:

• Heizelemente: Materialien mit hohem Widerstand werden in Heizelementen verwendet, um durch den Stromfluss Wärme zu erzeugen (z.B. in Heizlüftern, Toastern).
• Strombegrenzung: Widerstände werden verwendet, um den Stromfluss in empfindlichen elektronischen Schaltungen zu begrenzen und Bauteile vor Überlastung zu schützen.
• Sensoren: Widerstandsänderungen können zur Messung verschiedener physikalischer Größen verwendet werden (z.B. Temperatur, Dehnung, Licht).