Anwendung des Ohmschen Gesetzes
Das Ohmsche Gesetz ist ein grundlegendes Prinzip in der Elektrotechnik, das die Beziehung zwischen elektrischem Strom, Spannung und Widerstand beschreibt. Dieses Gesetz besagt, dass der Strom, der durch einen Leiter zwischen zwei Punkten fließt, direkt proportional zur Spannung über den beiden Punkten und umgekehrt proportional zum Widerstand zwischen ihnen ist. Mathematisch lässt sich das Ohmsche Gesetz als I = V / R ausdrücken, wobei I der Strom in Ampere, V die Spannung in Volt und R der Widerstand in Ohm ist.
In anderen Worten bedeutet dies, dass wenn die Spannung über einem Leiter erhöht wird, der Strom durch ihn ebenfalls ansteigt, vorausgesetzt, der Widerstand bleibt konstant. Ebenso wird der Strom abnehmen, wenn der Widerstand für eine gegebene Spannung erhöht wird. Das Ohmsche Gesetz ist nützlich für das Entwerfen und Analysieren von elektrischen Schaltungen und ist eines der Grundgesetze in der Elektrotechnik.
Das Ohmsche Gesetz in der Praxis
In der Praxis findet das Ohmsche Gesetz vielfältige Anwendungen:
Schaltungsentwurf: Das Ohmsche Gesetz wird umfangreich beim Entwurf elektrischer Schaltungen eingesetzt. Es hilft Ingenieuren, die richtigen Werte für Widerstände, Kondensatoren und andere Komponenten zu bestimmen, um die gewünschten Strom- und Spannungspegel zu erreichen.
Elektrische Sicherheit: Das Ohmsche Gesetz wird auch im Design von elektrischen Sicherheitssystemen wie Sicherungen und Leitungsschutzschaltern verwendet. Diese Geräte sind so konzipiert, dass sie den Stromkreis unterbrechen, wenn der Strom ein bestimmtes Niveau überschreitet, das durch den Widerstand des Stromkreises bestimmt wird.
Stromverteilung: Das Ohmsche Gesetz wird verwendet, um die in einem Schaltkreis abgegebene Leistung zu berechnen, was für Stromverteilungssysteme wichtig ist. Durch Kenntnis der Spannung und des Stroms eines Schaltkreises können Ingenieure die Leistung berechnen, die von dem Schaltkreis verbraucht wird, und die geeignete Größe von Drähten, Transformatoren und anderen Komponenten für eine effiziente Stromverteilung bestimmen.
Fehlersuche in der Elektronik: Das Ohmsche Gesetz wird auch bei der Fehlersuche in elektronischen Geräten eingesetzt. Durch Messen von Spannung und Strom eines Schaltkreises können Ingenieure den Widerstand des Schaltkreises bestimmen und etwaige fehlerhafte Komponenten oder Verbindungen identifizieren, die Probleme verursachen könnten.
Ohmsches Gesetz und nichtohmsche Materialien
Das Ohmsche Gesetz stellt eine empirische Beziehung dar, die die Leitfähigkeit der überwiegenden Mehrheit der elektrisch leitfähigen Materialien über viele Größenordnungen des Stroms genau beschreibt. Es gibt jedoch einige Materialien, die dem Ohmschen Gesetz nicht folgen; diese werden als nichtohmsche Materialien bezeichnet. In solchen Fällen kann das oben genannte Verhältnis nicht als Ohmsches Gesetz bezeichnet werden, aber es kann immer noch als Definition von statischem/DC-Widerstand verwendet werden.
Zusammenfassend ist das Ohmsche Gesetz ein kritisches Konzept in der Elektrotechnik und wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von grundlegendem Schaltungsentwurf bis hin zu komplexen Stromverteilungssystemen.
