Elektrischer Widerstand

Arbeitsblätter mit Übungen und Aufgaben zum Thema "Elektrischer Widerstand" für Physik in der 8. Klasse am Gymnasium - mit Lösungen!

Jedes elektrische Gerät hemmt den Elektronenstrom. Diese Eigenschaft nennt man elektrischer Widerstand R. Dieser wird in der Einheit Ohm Ω angegeben.

Um den Widerstand eines elektrischen Gerätes zu bestimmen, benutzt man ein Vielfachmessgerät. Bei diesem kann man den Messbereich „Ohm“ eingestellt werden. Das Elektrogerät ist zur Messung des Widerstandes nicht in einen Stromkreis eingebaut, sondern wird direkt mit dem Messgerät verbunden.

Das Ohm‘sche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand. Es gilt: Je größer die Spannung U, desto größer die Stromstärke I und je größer der Widerstand R, desto kleiner I.
Diesen Zusammenhang stellt man mit dem Ohm‘schen Gesetz dar: R=U/I

Man kann den Widerstand also bestimmen, wenn man zusammengehörige Werte von Spannung und Stromstärke misst. In einem U-I-Diagramm kann man anhand einer konstanten Steigung erkennen, dass sich auch der Widerstand eines Bauelements nicht ändert. Dies nennt man Widerstandskennlinie.

Erhöht man die Spannung an Drähten aus verschiedenen leitenden Materialien, nimmt die Stromstärke zu und der Draht erwärmt sich. Meistens steigt dabei auch der Widerstand.

Beispiele für verschiedene Widerstandskennlinien:

Größere Spannung bedeutet auch, dass die freien Elektronen im Draht eine höhere potentielle Energie besitzen. Damit nimmt auch ihre mittlere kinetische Energie zu, sie strömen schneller durch den Draht, die Stromstärke steigt. Außerdem geben die Elektronen bei Stößen mit den Atomen des Drahtes mehr Energie ab, was diese stärker schwingen lässt. Durch dieses hin und her schwingen steigt die Temperatur des Drahtes. Aber auch die Anzahl der Stöße mit den Elektronen erhöht sich, weshalb die freien Elektronen auf ihrem Weg durch den Draht behindert werden. Der Widerstand im Draht steigt.

Benötigt man für die Technik einen konstanten Widerstand, obwohl Spannung und Stromstärke verändert werden, so kann man dies zum Beispiel durch verhindern einer Temperaturzunahme erreichen.

Bei konstanter Temperatur ist auch der Widerstand eines Leiters konstant.