Das Ohmsche Gesetz ist eine der wichtigsten Grundregeln der Elektrotechnik. Es beschreibt, wie Spannung, Strom und Widerstand in einem einfachen Stromkreis zusammenhängen. Wer es verstanden hat, kann viele Alltagsfragen rund um Elektronik, LEDs oder Netzteile selbst beantworten.
Die drei Grundgrößen
Im Mittelpunkt stehen drei Größen, die jeweils ein eigenes Formelzeichen und eine Einheit haben.
- Spannung (U) in Volt (V): der „Druck”, der die Elektronen antreibt.
- Strom (I) in Ampere (A): die Menge an Ladung, die pro Sekunde fließt.
- Widerstand (R) in Ohm (Ω): der „Engpass”, der den Stromfluss bremst.
Ein anschaulicher Vergleich ist ein Wasserschlauch: Die Spannung entspricht dem Wasserdruck, der Strom der durchfließenden Wassermenge und der Widerstand der Engstelle im Schlauch. Je enger die Stelle, desto weniger Wasser fließt bei gleichem Druck.
Die Formel U = R × I
Das Ohmsche Gesetz fasst diesen Zusammenhang in einer einzigen Gleichung zusammen:
U = R × I
Daraus lassen sich die beiden anderen Größen ableiten: I = U / R und R = U / I. Kennst du zwei der drei Werte, kannst du den dritten immer berechnen. Genau das macht der Ohmsche-Gesetz-Rechner: Du gibst zwei Werte ein und erhältst die fehlende Größe sowie die Leistung.
Ein Beispiel: An einem Widerstand von 100 Ω liegt eine Spannung von 5 V an. Dann fließt ein Strom von I = 5 V / 100 Ω = 0,05 A, also 50 Milliampere.
Verbindung zur Leistung
Eng verknüpft mit dem Ohmschen Gesetz ist die elektrische Leistung (P) in Watt (W). Sie berechnet sich aus P = U × I. Setzt man das Ohmsche Gesetz ein, ergeben sich auch P = R × I² und P = U² / R.
Im Beispiel oben bedeutet das: P = 5 V × 0,05 A = 0,25 W. Diese Leistung wird im Widerstand in Wärme umgewandelt. Bauteile haben eine maximale Belastbarkeit – wird sie überschritten, können sie durchbrennen. Mit dem Watt-Volt-Ampere-Rechner kannst du zwischen Leistung, Spannung und Strom umrechnen.
Reihen- und Parallelschaltung
In der Praxis treffen Widerstände selten einzeln auf. Werden sie hintereinander geschaltet (Reihenschaltung), addieren sich ihre Werte einfach. Liegen sie nebeneinander (Parallelschaltung), sinkt der Gesamtwiderstand unter den kleinsten Einzelwiderstand. Die Rechnung dafür ist etwas aufwendiger – der Parallelwiderstand-Rechner nimmt sie dir ab.
Praktische Hinweise
Das Ohmsche Gesetz gilt streng genommen nur für sogenannte ohmsche Widerstände, bei denen der Widerstand konstant bleibt. Bei Bauteilen wie LEDs, Dioden oder Spulen verhält sich der Zusammenhang nicht linear – dort dient das Gesetz nur als Näherung für einzelne Arbeitspunkte. Achte beim Rechnen außerdem immer auf einheitliche Einheiten: Milliampere und Kiloohm musst du vorher passend umrechnen.
Häufige Fragen
Wie merke ich mir die Formel des Ohmschen Gesetzes? Hilfreich ist das URI-Dreieck: U steht oben, R und I darunter. Deckst du die gesuchte Größe ab, zeigt das Dreieck die passende Rechnung – U = R × I, I = U / R oder R = U / I.
Gilt das Ohmsche Gesetz auch bei Wechselstrom? Bei reinen Widerständen ja. Sobald Spulen oder Kondensatoren im Spiel sind, kommt der sogenannte Wechselstromwiderstand (Impedanz) hinzu, der frequenzabhängig ist.
Was passiert bei einem Kurzschluss? Bei einem Kurzschluss ist der Widerstand nahezu null. Nach I = U / R würde der Strom dann theoretisch sehr stark ansteigen – deshalb schützen Sicherungen den Stromkreis.