Modelleisenbahnclub Castrop-Rauxel 1987 e.V.

Grundlagen 3: Was ist elektrischer Widerstand?

Wir betrachten hier den elektrischen Widerstand als physikalische Eigenschaft von Stoffen.

Und schon wieder muß die Wasserleitung herhalten:
Auch wenn wir den Wasserhahn voll aufdrehen, fließt aus einem dünnen Schlauch weniger Wasser als aus einem dicken. Dies ist so selbstverständlich, daß wir uns darüber keine Gedanken machen. Irgendwie 'reibt' sich das Wasser an den Schlauchwänden, und zwar, je länger der Schlauch ist, um so mehr. Das kostet irgendwie 'Kraft', und am Ende kommt dann oft nur noch ein trauriges Rinnsal heraus. Wenn wir jetzt aber das Schlauchende bis auf einen kleinen Querschnitt zudrücken, dann spritzt das Wasser zwar weniger in der Menge, aber doch in einem weiten Bogen heraus. Es sieht ganz so aus, als hätte sich der Druck am Ende erhöht. Dem ist auch so, und die Ursache ist auch leicht einzusehen: durch das Abquetschen fließt nun weniger Wasser durch die Leitung, und daher muß es auch nicht mehr so schnell fließen. Dadurch reibt es sich weniger an den Schlauchwänden, und es wird somit weniger Druck 'verbraucht'. Daher steht tatsächlich mehr Druck am Schlauchende zur Verfügung.

Wir schreiben dies hier so ausführlich, damit es im Hinterkopf bleibt und immer wieder, wenn es um elektrischen Strom und um elektrischen Widerstand geht, zu Vergleichen herangezogen werden kann.

Elektrischer Widerstand ist eine Materialeigenschaft.
Es wird in der Physik unterschieden zwischen Leitern, Halbleitern und Nichtleitern. Leiter sind z.B. alle Metalle, darunter besonders gute wie Kupfer und Silber. Prinzipiell steigt der Widerstand von Leitern mit der Temperatur. Halbleiter sind Stoffe, die nur unter gewissen Bedingungen leiten können, wie Silizium (Transistoren) oder Gallium-Arsenid (Leuchtdioden). Prinzipiell verringert sich der Widerstand von Halbleitern bei steigender Temperatur. Nichtleiter sind z.B. Glas, Porzellan, Gummi oder Kunststoffe. Sie werden auch als Isolier-Werkstoffe (oder einfach: Isolierstoffe) bezeichnet.
Einen Werkstoff, der bei normaler Raumtemperatur keinen Widerstand besitzt, gibt es z.Zt. noch nicht. Aber es wird intensiv daran geforscht (Stichwort: Supraleitung).

Elektrischer Widerstand hängt von den Abmessungen des Leiters ab.
Ein Draht halber Dicke (= ¼ des Querschnitts) hat einen viermal so großen Widerstand, und ein Draht doppelter Länge hat den doppelten Widerstand wie der Vergleichsdraht.
Das bedeutet aber auch, daß, wenn Widerstände hintereinander (= in Reihe) geschaltet werden, sich ihre Werte addieren.

Der elektrische Widerstand wird in Ohm (Ω) gemessen.

Definition des elektrischen Widerstandes:
Wenn man an einen Widerstand eine Spannung von 1 V anlegt, und es fließt dann ein Strom von 1 A, dann hat der Widerstand einen Wert von 1 Ω. Daher kann man auch sagen, Ω = V/A.

Würde man den Widerstandswert verdoppeln, dann würde nur der halbe Strom fließen. Und würde man die Spannung verdoppeln, dann würde der doppelte Strom fließen. Und immer schön an den Wasserschlauch denken!

Für weitere Fragen stehen gern zur Verfügung:
- der MEC; Besichtigung und Fachsimpelei z.B. an unseren "Club-Abenden"
- der Autor: Hans Peter Kastner