Widerstände - bekannte elektrische Bauteile
Egal, ob Schulversuch oder Hobbyelektroniker: Viele kennen Widerstände als elektrische Bauteile. Dabei kann es sich um einen recht großen Schiebewiderstand in einem Schulexperiment handeln oder auch um kleine zylinderförmige Teile mit aufgedrucktem Farbcode.
- Gemeinsam ist all diesen Teilen, dass sie - wie der Name schon sagt - dem Strom einen Widerstand entgegensetzen, sprich: Die Bewegung der geladenen Teilchen in der elektrischen Leitung wird behindert. Modellhaft können Sie sich das so vorstellen, dass die geradlinige Bewegung der (elektrisch negativ geladenen) Elektronen beispielsweise in einem Festkörper durch ein ständiges Anecken an den Atomen gestört wird.
- Aber auch Flüssigkeiten und Gase können für den Stromfluss Widerstände darstellen. So muss sich beispielsweise bei einem Gewitter stets erst eine bestimmte Ladungsmenge aufbauen, bevor es durch die Luft einen Überschlag gibt. Auch Luft hat - abhängig von Ihrer Zusammensetzung, Temperatur, Dichte und Luftfeuchtigkeit - einen Widerstand.
- Festkörper mit kleinem Widerstand, wie Silber oder Kupfer, sind gute Leiter. Styropor, Glas und viele Kunststoffe haben einen großen Widerstand und werden daher als Isolatoren benutzt.
Wozu Widerstände in einem Stromkreis dienen
Die Frage, wozu Widerstände in einem Stromkreis dienen, ist durchaus berechtigt. Denn aus den bisherigen Ausführungen könnte sich Ihnen der Sachverhalt so darstellen, dass Widerstände eher hinderlich (und daher zu vermeiden) sind. Wozu braucht man sie also?
Der Widerstand einer Glühlampe ändert sich mit der Temperatur - experimentell kann man also eine …
- Ein Stromkreis im Alltag ohne jeglichen Widerstand wäre nicht möglich. Es gäbe einen Kurzschluss und die Sicherung würde herausfliegen.
- Grund ist, dass bei einer vorgegebenen Spannung der Widerstand im Stromkreis die Größe des fließenden Stroms bestimmt, getreu dem Ohmschen Gesetz U = R * I und umgeformt I = U/R. Ist der Widerstand sehr klein, fließt großer Strom; ist der Widerstand groß, ist der fließende Strom klein. Im Fall R = 0 gibt es den oben bereits erwähnten Kurzschluss.
- Dieser regulierende Sachverhalt ist Ihnen wahrscheinlich sogar noch aus der Schule bekannt: Ein Schiebewiderstand beeinflusste bei vorgegebener Spannung U den Strom I (und Sie könnten in einer Messreihe das Ohmsche Gesetz ableiten).
- Auch sogenannte Verbraucher benötigen einen Widerstand. Ohne Widerstand könnte ein Bügeleisen oder eine Herdplatte nicht heiß werden, eine Glühlampe kein Licht (und Wärme) erzeugen.
- Und letztendlich bestimmen die Wechselstromwiderstände von Spulen und Kondensatoren die Eigenschaften von Stromkreisen, die sich in elektrischen Bauteilen befinden.
Widerstand ist also genauso wie Reibung mal erwünscht, mal eher unerwünscht. Aber Strom ohne Widerstand? Diesen Sachverhalt gibt es tatsächlich. Bei sehr tiefen Temperaturen setzen sogenannte Supraleiter dem Stromfluss nur noch einen verschwindend kleinen Widerstand entgegen. Diese besonderen Leiter dienen beispielsweise zur Erzeugung sehr großer Magnetfelder in Teilchenbeschleunigern.
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