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Das ohmsche Gesetz | Aufgaben und Übungen

Klassenstufe:

Aufgaben zum Thema ohmsches Gesetz fordern meistens, es auf eine vorgegebene Schaltung anzuwenden. 

Das ohmsche Gesetz ist eines der wichtigsten Grundgesetze in der Elektrizität. Es gibt die Beziehung zwischen der Spannung, dem Widerstand und der Stromstärke in einem Stromkreis an. 

Hier findest du alles Wichtige, was du über Aufgaben zum ohmschen Gesetz wissen musst. Die Lernwege führen dich langsam an immer kompliziertere Übungen heran. Fühlst du dich bereit für den ultimativen Test? Dann versuch dich an den Klassenarbeiten!

Das ohmsche Gesetz – Lernwege

Das ohmsche Gesetz – Klassenarbeiten

Wie erkennt man Aufgaben zum ohmschen Gesetz?

Aufgaben zum ohmschen Gesetz kommen im Bereich der Elektrizität vor. Sobald du eine Aufgabe bearbeiten sollst, bei der ein Stromkreis beziehungsweise eine Schaltung vorliegt, musst du immer den dort herrschenden Widerstand berücksichtigen. Dabei hilft dir das ohmsche Gesetz. Doch wie lautet das ohmsche Gesetz? Seine allgemeine Form sieht folgendermaßen aus:

 \(R\,=\,\frac{U}{I}\)

In dieser Gleichung steht \(U\) für die Spannung, \(R\) steht für den Widerstand und \(I \) steht für die Stromstärke. 

Diese drei Variablen weisen also darauf hin, dass du das ohmsche Gesetz anwenden kannst. Auch die Einheit \(\Omega\)  kann ein Hinweis sein, denn sie gibt die Größe des ohmschen Widerstands an. 

Ein weiteres Anzeichen für das ohmsche Gesetz ist die Nennung einer vorliegenden Schaltung. Es können Reihen-, Parallel- oder gemischte Schaltungen auftreten. Eine Besonderheit ist, dass je nach Schaltung unterschiedliche Formen des ohmschen Gesetzes angewendet werden müssen.

Wie identifiziert man Reihenschaltung, Parallelschaltung und gemischte Schaltung?

In einem Stromkreis können verschiedene Schaltungen auftreten. Dazu gehören: 

  • die Reihenschaltung
  • die Parallelschaltung
  • die gemischte Schaltung

Je nachdem welche Schaltung vorliegt, muss mit den Widerständen, der Spannung und der Stromstärke unterschiedlich umgegangen werden. Um das ohmsche Gesetz korrekt anzuwenden, muss daher zuvor geklärt werden, welche Schaltung vorliegt.

Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung sind die Widerstände oder allgemein die Komponenten in einer Reihe angeordnet. Die Stromstärke ist an jedem Punkt im Stromkreis gleich groß. Die Spannung hingegen unterscheidet sich bei Widerstand \(R\,_1\) von der Spannung bei Widerstand \(R\,_2\).

Reihenschaltung
Reihenschaltung

Parallelschaltung

Eine Parallelschaltung ist anders aufgebaut als die Reihenschaltung. Die Widerstände \(R\,_1\) und \(R\,_2\) sind parallel zueinander geschaltet und beeinflussen sich gegenseitig nicht. Die Stromstärke teilt sich hingegen gleichmäßig auf die beiden Zweige auf. Die Spannung ist an jedem Ort im Stromkreis gleich groß.

Parallelschaltung
Parallelschaltung

Gemischte Schaltung

Die gemischte Schaltung ist eine Kombination aus einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung. Hier muss besonders darauf geachtet werden, das Verhalten von Stromstärke, Spannung und Widerstand genau zu beschreiben. Die Abbildung zeigt, dass der Widerstand \(R\,_1\) mit \(R\,_4\) sowie mit einem der anderen beiden Widerstände in Reihe geschaltet ist. \(R\,_2\) und \(R\,_3\) sind hingegen parallel zueinander.  

Gemischte Schaltung
Gemischte Schaltung

Wie rechnet man mit dem ohmschen Gesetz?

Das ohmsche Gesetz ist eine sehr grundlegende Formel in der Physik. Es sollte daher gut verstanden werden. Dafür ist es notwendig, die Variablen und auch ihre zugehörigen Einheiten zu kennen. 

Die Einheit des Widerstandes ist Ohm (ΩΩ). Sie setzt sich aus Volt (V) und Ampere (A) zusammen, das sind die Einheiten von Spannung und Stromstärke. Es gilt also:

1Ω=1VA1Ω=1VA

Da in Aufgaben nicht nur nach der Spannung gefragt wird, solltest du dich außerdem mit Bruchrechnung und der Umstellung von Gleichungen auskennen. Wenn du damit keine Probleme hast, dann sollte dir das Rechnen mit dem ohmschen Gesetz nicht allzu schwer fallen. 

Folge beim Lösen von physikalischen Aufgaben zum ohmschen Gesetz den typischen Arbeitsschritten: 

  1. Lies die Aufgabenstellung genau durch.
  2. Finde heraus, welche Angaben gesucht und gegeben sind.
  3. Finde die korrekte Formel und stell sie nach der gesuchten Größe um.
  4. Setz die gegebenen Größen in die Formel ein und achte auf die korrekten Einheiten.
  5. Rechne den gesuchten Wert aus und schreib einen Antwortsatz.