Ohmsches Gesetz & Kirchhoffsches Gesetz: Elektrotechnik Basics einfach erklärt

Das Ohmsche Gesetz und die Kirchhoffsche Gesetze öffnen dir die Türen zur faszinierenden Welt der Elektrotechnik Basics! Wenn du dich für die Grundlagen der Elektrotechnik interessierst und sie verstehen möchtest, dann bist du hier genau richtig. In der heutigen Einführung erläutern wir zwei essentielle Basics der Elektrotechnik: das Ohmsche Gesetz und die Kirchhoffschen Gesetze, beide leicht und verständlich erklärt!

Ohmsches Gesetz Einfach Erklärt

Das Ohmsche Gesetz ist ein Grundpfeiler der Elektrotechnik und beschreibt den Zusammenhang zwischen Strom (I), Spannung (U) und Widerstand (R). Die Formel lautet: U = I * R.
Dies bedeutet, dass die Spannung (U), die über einem Widerstand (R) abfällt, gleich dem Produkt aus Stromstärke (I) und Widerstand (R) ist.

Wie berechnet man den Widerstand R mit der Spannung U und der Leistung P?

Der Widerstand lässt sich also sehr einfach mit dem Ohmschen Gesetz berechnen, wenn du die Spannung (U) und den Strom (I) kennst. Nach Umstellen der obigen Gleichung ergibt sich R = U / I.
Wenn du jedoch nur die Leistung (P) und die Spannung (U) kennst, kannst du den Widerstand mit der Formel R = U² / P berechnen. Dabei steht P für die elektrische Leistung in Watt, U für die Spannung in Volt und R für den ohmschen Widerstand in Ω (Ohm).

Wie berechne ich den Strom?

Um den Strom in Amper zu berechnen, kannst du die Ohmsche Gesetz Formel umstellen: I = U / R.
Hierbei teilst du einfach die Spannung durch den Widerstand, und schon hast du den Strom, der durch die Schaltung fließt!

Der Entdecker des Ohmsche Gesetz: Physiker Georg Simon Ohm

Das Ohmsche Gesetz  wurde von dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm formuliert. Im Jahr 1827 veröffentlichte er die Ergebnisse seiner Experimente, die später als Ohmsches Gesetz bekannt wurden. Georg Simon Ohm beschäftigte sich intensiv mit dem elektrischen Widerstand in Leitern und fand heraus, dass es einen linearen Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand gibt.

Kirchhoffsches Gesetz verständlich erklärt

Das Kirchhoffsche Gesetz hilft uns, komplexe elektrische Schaltungen zu analysieren. Es besteht aus zwei Hauptregeln:

Kirchhoffsche Stromregel (KSR): In einem Knotenpunkt ist die Summe aller zufließenden Ströme gleich der Summe aller abfließenden Ströme. Kurz gesagt, Strom verschwindet nicht plötzlich – was hineinfließt, muss auch wieder herausfließen.

Kirchhoffsche Spannungsregel (KVR): In einem geschlossenen Stromkreis ist die Summe aller Spannungen gleich null. Dies bedeutet, dass die Energie, die in einer Schaltung aufgenommen wird, gleich der Energie ist, die in den verschiedenen Komponenten verbraucht wird.

Wer war der Physiker Gustav Kirchhoff?

Das Kirchhoffsche Gesetz stammt von dem deutschen Physiker Gustav Kirchhoff. Er formulierte die Gesetze im Jahr 1845, als er erst 21 Jahre alt war. Kirchhoffs Gesetze sind grundlegend für das Verständnis und die Analyse von elektrischen Schaltungen und werden bis heute in der Elektrotechnik und Physik verwendet. Gustav Kirchhoff lieferte mit seinen Regeln wichtige Werkzeuge zur Lösung komplexer Netzwerke und Schaltungen in der Elektrotechnik.

Zusammenhang: Ohmsche Gesetz und Kirchhoffs Gesetze

Das Ohmsche Gesetz und Kirchhoffs Gesetze sind grundlegende Prinzipien in der Elektrotechnik, die eng miteinander verknüpft sind und oft gemeinsam verwendet werden, um elektrische Schaltungen zu analysieren und zu verstehen.

Grundlagen für Schaltungsanalyse:

   – Das Ohmsche Gesetz gibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand in einem elektrischen Leiter an. Es ist fundamental für das Verständnis, wie sich der elektrische Strom in einem einfachen Stromkreis verhält.

   – Kirchhoffs Gesetze erweitern dieses Grundverständnis auf komplexere Stromkreise und Netzwerke, indem sie die Verhaltensweisen von Strom und Spannung in Knoten und Maschen eines Netzwerks beschreiben.

Gemeinsame Anwendung:

In der Praxis werden das Ohmsche Gesetz und Kirchhoffs Gesetze häufig zusammen angewendet, um unbekannte Spannungen, Ströme und Widerstände in elektrischen Schaltungen zu berechnen.

Komplementäre Funktion:

Während das Ohmsche Gesetz oft für die Analyse einzelner Komponenten wie Widerstände verwendet wird, kommen die Kirchhoffschen Gesetze ins Spiel, wenn man den Überblick über den gesamten Stromkreis behalten und die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Komponenten verstehen möchte.

Praktisches Beispiel und Übungsaufgabe zum Ohmschen Gesetz

Abb. 1: Übungsaufgabe zum Rechnen

Wenn du einen komplexen Stromkreis vor dir hast, kannst du Kirchhoffs Gesetze verwenden, um die Ströme und Spannungen in verschiedenen Teilen der Schaltung zu finden. Sobald du diese Informationen hast, kannst du das Ohmsche Gesetz verwenden, um den Widerstand der einzelnen Komponenten zu berechnen, oder umgekehrt. Auf diese Weise ergänzen sich die Gesetze und bieten ein mächtiges Werkzeugset zur Analyse elektrischer Schaltungen in Theorie und Praxis.

Das Verständnis beider Gesetze ist essentiell für jeden, der sich mit Elektrotechnik beschäftigt, da sie das Fundament für die Analyse und das Design elektrischer Schaltungen und Systeme bilden.

Die Elektronik ist ein faszinierendes Gebiet, das ständig in Bewegung ist. Für diejenigen, die tiefer in die Materie eintauchen möchten, gibt es viele Ressourcen. Wenn du dich ausführlich in das Ohmsche Gesetz einarbeiten willst, empfehlen wir das PDF zu lesen.

Zusammenfassung

Das Ohmsche Gesetz und das Kirchhoffsche Gesetz sind essenzielle Elektrotechnik Basics, die jeder Anfänger verstehen sollte. Mit den obigen Formeln kannst du nun Widerstände, Spannungen, Ströme und Leistungen in einer elektrischen Schaltung berechnen. So bist du bestens ausgerüstet, um tiefer in die spannende Welt der Elektrotechnik einzutauchen!

Wir hoffen, dieser Blog-Beitrag hat dir geholfen, die Grundlagen besser zu verstehen und eventuelle Hürden abzubauen. Viel Erfolg auf deinem Weg in die Elektrotechnik!