Spannung treibt Elektronen an, Stromstärke beschreibt, wie viele fliessen. Aber was bremst sie – und wie hängen diese drei Grössen zusammen? Darum geht es in dieser Folge. Plus ein erster Blick auf Watt und warum die Einheit am Ende auf jeder Stromrechnung eine Rolle spielt.
Widerstand – die Bremse im Stromkreis
Nicht alle Materialien leiten Strom gleich gut. Manche lassen Elektronen leicht durch, andere bremsen sie stark. Diese Eigenschaft nennt man den elektrischen Widerstand.
Die Einheit des Widerstands ist Ohm, abgekürzt mit dem griechischen Buchstaben Ω. Benannt nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm, der im frühen 19. Jahrhundert die Grundgesetze des elektrischen Stroms erforschte.
Ein tiefer Widerstand bedeutet: Strom fliesst leicht. Ein hoher Widerstand bedeutet: Strom wird gebremst – und dabei entsteht Wärme.
In der Wasseranalogie entspricht der Widerstand der Rohrenge: Ein enges Rohr lässt weniger Wasser durch als ein weites – auch wenn der Druck gleich ist.
Einige Beispiele aus dem Alltag:
Kupfer hat einen sehr tiefen Widerstand – Elektronen fliessen nahezu ungehindert hindurch. Deshalb bestehen Haushaltskabel aus Kupfer: Es leitet hervorragend und lässt sich gut formen.
Der Glühfaden einer Lampe hat einen hohen Widerstand. Das ist kein Makel, sondern Absicht: Der Strom muss sich durch einen engen, langen Wolfram-Draht zwängen. Dabei entsteht so viel Wärme, dass der Faden auf über 2000 Grad erhitzt wird – und zu leuchten beginnt. Dieses Prinzip nutzten Glühbirnen über ein Jahrhundert lang. LEDs funktionieren grundlegend anders – effizienter, aber dasselbe physikalische Grundprinzip steckt dahinter.
Gummi und Kunststoff haben einen extrem hohen Widerstand – sie lassen kaum Strom durch. Deshalb werden Kabel damit ummantelt: Das Kupfer leitet, der Kunststoff isoliert und schützt vor unbeabsichtigtem Kontakt.
Das Ohmsche Gesetz – drei Grössen, eine Regel
Spannung, Stromstärke und Widerstand hängen durch eine einfache Regel zusammen:
Stromstärke = Spannung ÷ Widerstand
Im internationalen Einheitensystem (SI) lautet die Formel: I = U ÷ R
- I – Stromstärke, Einheit: Ampere (A)
- U – Spannung, Einheit: Volt (V)
- R – Widerstand, Einheit: Ohm (Ω)
Die Gleichung zeigt: Bei gleicher Spannung fliesst mehr Strom, wenn der Widerstand tief ist – und weniger, wenn der Widerstand hoch ist. Umgekehrt: Bei gleichem Widerstand treibt eine höhere Spannung mehr Strom durch den Leiter.
Ein konkretes Beispiel: Ein Elektroboiler hängt an 230 Volt und hat ein Heizelement mit einem Widerstand von rund 23 Ohm. Damit fliesst ein Strom von 10 Ampere – das ergibt eine Leistung von 2300 Watt. Genau das sieht man auf der Typenbezeichnung solcher Geräte.
Würde man den Widerstand halbieren, würde sich die Stromstärke verdoppeln – und damit auch die Leistung. Die Sicherung würde bei 16 Ampere auslösen.
Das Ohmsche Gesetz klingt abstrakt, ist aber die Grundregel der Elektrotechnik. Es steckt hinter jeder Sicherungsberechnung, jedem Kabelquerschnitt, jedem Gerät, das an der Steckdose hängt.
Watt – was Leistung mit der Rechnung zu tun hat
Wenn Spannung und Stromstärke zusammenwirken, entsteht elektrische Leistung. Sie wird in Watt gemessen, abgekürzt W.
Die Formel:
Leistung (W) = Spannung (V) × Stromstärke (A)
Watt gibt an, wie viel Energie ein Gerät pro Sekunde verbraucht – oder erzeugt. Das ist der direkte Link zur Stromrechnung: Je mehr Watt ein Gerät zieht und je länger es läuft, desto mehr Kilowattstunden (kWh) werden am Ende des Monats gezählt.
Ein paar Grössenordnungen zum Einordnen:
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LED-Lampe: 8–10 W - Laptop: 45–65 W
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Waschmaschine: 1500–2000 W
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Backofen: 2000–3000 W
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Elektroauto-Laden (Haushaltsanschluss): 3700–11'000 W
Der Backofen verbraucht in einer Stunde rund 200-mal mehr Energie als eine LED-Lampe – obwohl beide an derselben 230-Volt-Steckdose hängen. Der Unterschied liegt im Widerstand und damit im Strom, der fliesst.
Nächste Woche geht es genauer hin: Was bedeutet Watt im Alltag – und wie ergibt sich daraus die Kilowattstunde auf der Rechnung?
Dieser Artikel ist Teil unserer Serie «Energie einfach erklärt».