Die Formel
Das ohmsche Gesetz verbindet die drei Grundgrößen eines Stromkreises:
U = R × I
U ist die Spannung in Volt, I der Strom in Ampere und R der Widerstand in Ohm (Ω). Umgestellt gilt I = U ÷ R und R = U ÷ I; aus zwei Größen ergibt sich die dritte.
Leistung
Die in Wärme umgesetzte Leistung in Watt folgt aus denselben Größen:
P = U × I = I² × R = U² ÷ R
Ein Rechenbeispiel
Ein Widerstand mit 220 Ω liegt an 12 V.
- Strom: I = 12 ÷ 220 = 0,0545 A, also 54,5 mA.
- Leistung: P = 12 × 0,0545 = 0,65 W.
Ein üblicher ¼-W-Widerstand würde hier überhitzen. Wähle einen Widerstand, der mindestens etwa die doppelte Verlustleistung verträgt, also 1 W oder mehr.
Eine Spannung berechnen
20 mA durch einen 470-Ω-Widerstand erzeugen einen Spannungsabfall von U = 0,020 × 470 = 9,4 V. So legt ein Vorwiderstand den Strom einer LED fest: R = (Versorgungsspannung − LED-Spannung) ÷ Strom.
Reihen- und Parallelschaltung
- Reihe: Widerstände addieren sich. 100 Ω + 220 Ω = 320 Ω.
- Parallel: 1 ÷ R = 1 ÷ R1 + 1 ÷ R2. Zwei 100-Ω-Widerstände parallel ergeben 50 Ω.
Wo es gilt
Das ohmsche Gesetz gilt für Widerstände und Leitungen bei gleichbleibender Temperatur. LEDs, Dioden und Lampen verhalten sich nicht linear, und in Wechselstromkreisen mit Spulen oder Kondensatoren wird aus dem Widerstand eine Impedanz, die auch von der Frequenz abhängt.
Rechner
Der Rechner für das ohmsche Gesetz findet aus zwei Werten den fehlenden und die Leistung. Der Spannungsteiler-Rechner, der LED-Vorwiderstand-Rechner und der Rechner für Reihen- und Parallelschaltung decken die häufigsten Schaltungen darauf ab.