Das Ohmsche Gesetz




Einleitung

In diesem aiMOOC lernst Du die Grundlagen des Ohm'schen Gesetzes, eines der grundlegenden Prinzipien der Elektrotechnik und Physik. Wir werden die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand betrachten und wie diese Größen in elektrischen Schaltungen interagieren. Dieses Wissen ist entscheidend, nicht nur für Physik- und Ingenieursstudien, sondern auch für alltägliche Anwendungen.


Das Ohm'sche Gesetz

Das Ohm'sche Gesetz ist eine der Grundlagen in der Elektrotechnik und beschreibt die Beziehung zwischen Spannung (U), Stromstärke (I) und Widerstand (R) in einem elektrischen Stromkreis. Es ist benannt nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm, der im Jahr 1827 die nach ihm benannte Beziehung formuliert hat.

Formel und Erklärung

Die Formel des Ohm'schen Gesetzes lautet: U=R⋅I Hierbei ist:

  1. U (Spannung): die elektrische Spannung in Volt (V)
  2. I (Stromstärke): der elektrische Strom in Ampere (A)
  3. R (Widerstand): der elektrische Widerstand in Ohm (Ω)

Diese Formel sagt aus, dass die Spannung (U) in einem Stromkreis direkt proportional zum Produkt aus Stromstärke (I) und Widerstand (R) ist. Dies bedeutet, dass bei einem höheren Widerstand eine größere Spannung benötigt wird, um denselben Strom durch einen Stromkreis fließen zu lassen.


Anwendungen des Ohm'schen Gesetzes

Das Ohm'sche Gesetz hat zahlreiche Anwendungen in der Praxis, von der Berechnung der richtigen Widerstände in elektronischen Schaltungen bis hin zur Fehlerdiagnose in elektrischen Systemen.


Interaktive Aufgaben


Quiz: Teste Dein Wissen

Welche physikalische Größe wird durch das Symbol "U" repräsentiert?

Welche Aussage zum Ohm'schen Gesetz ist korrekt?

Wenn der Widerstand in einem Schaltkreis erhöht wird, was passiert mit der Spannung, um den gleichen Strom aufrechtzuerhalten?

Was passiert mit der Spannung, wenn der Widerstand bei konstanter Stromstärke verdoppelt wird?

Welche Größe wird in Ampere gemessen?

Was besagt das Ohm'sche Gesetz?

Was benötigt man, um eine höhere Stromstärke bei gleichem Widerstand zu erzielen?

Welche Formel stellt das Ohm'sche Gesetz dar?

Welche Einheit wird für den elektrischen Widerstand verwendet?

Welcher deutsche Physiker ist namensgebend für das Ohm'sche Gesetz?





Memory

Ohm'sches GesetzAmpereGeorg Simon OhmFormel des Ohm'schen GesetzesStromstärkeSpannungVoltWiderstandOhmU = R * I





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Eingabe

Benutzen Sie zur Eingabe die Tastatur. Eventuell müssen sie zuerst ein Eingabefeld durch Anklicken aktivieren.

Waagrecht →Senkrecht ↓
2
Einheit der Stromstärke
3
Einheit der elektrischen Spannung
5
U = R * I
1
Einheit des elektrischen Widerstands
4
Vorname des Physikers, nach dem das Ohm'sche Gesetz benannt ist




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Lückentext

Vervollständige den Text.

Im Ohm'schen Gesetz

beschreibt die Variable U die

in Volt, während I für die

in Ampere steht und R den

in Ohm repräsentiert.



Offene Aufgaben


Leicht

  1. Elektronik-Grundlagen: Zeichne einen einfachen Stromkreis mit einer Batterie, einem Widerstand und einem Messgerät.
  2. Experimente mit Stromkreisen: Baue einen Stromkreis und messe den Stromfluss, wenn du verschiedene Widerstände verwendest.
  3. Recherche zu Georg Simon Ohm: Finde heraus, welche weiteren wissenschaftlichen Beiträge Georg Simon Ohm geleistet hat.

Standard

  1. Anwendung des Ohm'schen Gesetzes: Berechne den benötigten Widerstand für eine LED, die mit einer 9-Volt-Batterie betrieben wird.
  2. Materialwissenschaft: Recherchiere, welche Materialien besonders gute elektrische Leiter sind und warum.
  3. Fehleranalyse in Schaltkreisen: Erkläre, wie das Ohm'sche Gesetz genutzt werden kann, um Fehler in elektrischen Schaltkreisen zu finden.

Schwer

  1. Entwicklung von Sensoren: Entwickle ein Konzept für einen Sensor, der Temperaturänderungen über Änderungen des elektrischen Widerstands misst.
  2. Technologische Innovationen: Erforsche, wie das Ohm'sche Gesetz in modernen Technologien wie Computern und Smartphones angewendet wird.
  3. Komplexe Schaltkreise: Entwirf einen Schaltkreis für ein kleines Elektrogerät und erkläre die Wahl der einzelnen Komponenten.




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Lernkontrolle

  1. Praktische Anwendung des Ohm'schen Gesetzes: Wie würde sich der Stromfluss in einem Schaltkreis ändern, wenn der Widerstand halbiert wird, während die Spannung gleich bleibt? Erkläre deine Antwort.
  2. Konzeption von Experimenten: Plane ein Experiment, um das Ohm'sche Gesetz zu demonstrieren. Beschreibe die benötigten Materialien und Schritte.
  3. Kritische Betrachtung von Theorien: Diskutiere die Grenzen des Ohm'schen Gesetzes und unter welchen Bedingungen es möglicherweise nicht gilt.
  4. Analyse von Schaltplänen: Analysiere einen gegebenen Schaltplan und identifiziere, wo das Ohm'sche Gesetz zur Bestimmung der einzelnen Komponenten angewendet wird.
  5. Design von Schaltungen: Entwerfe eine Schaltung, die eine bestimmte Stromstärke benötigt, und wähle die Komponenten basierend auf dem Ohm'schen Gesetz aus.


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