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Physik

Das ohmsche Gesetz: U = R · I

Bei einem Metalldraht mit konstanter Temperatur ist das Verhältnis U : I immer gleich. Dieser Wert ist der Widerstand R.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann das ohmsche Gesetz aus Messwerten ableiten.
  • Ich kann U, I und R berechnen.
  • Ich kann ein I-U-Diagramm lesen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Der elektrische Widerstand, Messreihen planen und in Tabellen festhalten

In der Messreihe wächst die Stromstärke mit der Spannung. Verdoppelt man U, verdoppelt sich I. Man sagt: U und I sind proportional. Der Quotient U : I bleibt gleich: 2 V : 0,1 A = 20 Ω, 4 V : 0,2 A = 20 Ω, 6 V : 0,3 A = 20 Ω. Dieser Wert heißt elektrischer Widerstand R. Daraus folgt das ohmsche Gesetz: R = U : I, oder umgestellt U = R · I und I = U : R. Es gilt für Metalldrähte bei gleich bleibender Temperatur. Im I-U-Diagramm liegen die Messpunkte auf einer Geraden durch den Ursprung. Je steiler die Gerade, desto kleiner der Widerstand. Die Einheit des Widerstands ist das Ohm (Ω): 1 Ω = 1 V : 1 A. Nicht jedes Bauteil folgt dem Gesetz, zum Beispiel Glühlampen und Dioden.

Der Quotient bleibt gleich.
U in VI in AU : I in Ω
20,120
40,220
60,320

Strom berechnen

  1. Gegeben: R = 30 Ω, U = 6 V.
  2. I = U : R.
  3. I = 6 V : 30 Ω.
  4. I = 0,2 A.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Mehr Spannung, mehr Strom.

Verhältnis U zu I bleibt gleich.

Das ist der Widerstand.

Ein Beispiel

Beispiel

Je dicker ein Rohr, desto mehr Wasser fließt. Bei gleichem Druck fließt durch ein enges Rohr (großer Widerstand) weniger.

Schritt für Schritt

Du rechnest mit dem Gesetz.

  1. Welche Größe suchst du?
  2. Stelle die Formel um.
  3. Setze die Zahlen ein.
  4. Schreibe die Einheit.

Mit einem Bild erklärt

GesuchtFormel
RU : I
UR · I
IU : R

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

U = 6 V, I = 0,2 A. Wie groß ist R in Ω?

Zeig mir den ersten Schritt

6 : 0,2.

Lösung ansehen

Lösung: 30

6 : 0,2 = 30 Ω.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

R = 20 Ω, I = 0,3 A. Wie groß ist U in V?

Zeig mir den ersten Schritt

R · I.

Lösung ansehen

Lösung: 6

20 · 0,3 = 6 V.

Tipp: Zeichne ein Dreieck mit U oben und R, I unten. Decke die gesuchte Größe mit dem Finger ab. Die beiden anderen zeigen dir die Rechnung.

Merksatz: R = U : I, U = R · I, I = U : R. Gilt für Metalldrähte bei konstanter Temperatur.

Typischer Fehler: Oft wird R als Konstante bei allen Bauteilen angenommen. Bei Glühlampen ändert sich R mit der Temperatur.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 U = 9 V, R = 30 Ω. Wie groß ist I in A? Antworte mit Dezimalzahl.

Zeig mir den ersten Schritt

U : R.

Lösung ansehen

Lösung: 0,3

9 : 30 = 0,3 A.

Frage 2 Was ist bei konstantem R der Zusammenhang von U und I?
Lösung ansehen

Lösung: Proportional

Frage 3 Das ohmsche Gesetz gilt für Glühlampen bei allen Temperaturen.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Wie sieht das I-U-Diagramm eines Metalldrahtes aus?
Lösung ansehen

Lösung: Gerade durch den Ursprung

Frage 5 U = 4,5 V, I = 0,15 A. Wie groß ist R in Ω?

Zeig mir den ersten Schritt

4,5 : 0,15.

Lösung ansehen

Lösung: 30

4,5 : 0,15 = 30 Ω.

Geschafft

Das ohmsche Gesetz verbindet U, I und R. Bei konstantem R sind U und I proportional.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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