Die einzige Formel, die du wirklich brauchst
Spannung, Strom und Widerstand hängen zusammen — und zwar so einfach, wie es überhaupt geht:
U = R · I
In Worten: Die Spannung über einem Widerstand ist sein Wert mal dem Strom, der durch ihn fliesst.
Das ist das ohmsche Gesetz, benannt nach Georg Simon Ohm. Es klingt harmlos und ist es auch — aber praktisch jede Rechnung in diesem Kurs ist eine Anwendung davon.
Drei Formen derselben Aussage
Das übliche Merkbild: ein Dreieck mit U oben und R und I nebeneinander darunter. Deckst du eine Grösse mit dem Finger zu, zeigt die Stellung der beiden übrigen die passende Formel.
| gesucht | Formel | typische Frage |
|---|---|---|
| U | U = R · I | Wie viel Spannung fällt über diesem Widerstand ab? |
| I | I = U / R | Wie viel Strom fliesst hier? |
| R | R = U / I | Welchen Widerstand brauche ich für diesen Strom? |
Die dritte Zeile ist die, die du beim LED-Vorwiderstand brauchst: Du weisst, welchen Strom du willst, und suchst das Bauteil dazu.
Der Fehler, den alle einmal machen
U, R und I in dieser Formel gehören zu demselben Bauteil.
Wenn du den Strom durch einen Widerstand ausrechnen willst, musst du die Spannung nehmen, die über diesem Widerstand abfällt — nicht die Spannung der Quelle, wenn im Kreis noch etwas anderes sitzt.
Genau daran scheitert die LED-Rechnung, wenn man sie zu schnell macht: Die 3.3 V der Versorgung liegen nicht über dem Vorwiderstand, weil die LED sich einen Teil davon nimmt. Modul 7 macht das im Detail.
Was das Gesetz nicht sagt
Das ohmsche Gesetz beschreibt Bauteile, deren Widerstand konstant ist — die man deshalb ohmsch nennt. Widerstände, Heizdrähte und Kabel gehören dazu.
Eine LED gehört nicht dazu. Ihr Widerstand ist keine feste Zahl, sondern hängt stark davon ab, wie viel Spannung gerade anliegt. Man kann das ohmsche Gesetz deshalb nicht auf die LED selbst anwenden — wohl aber auf den Widerstand daneben. Genau darauf beruht der ganze Trick mit dem Vorwiderstand.
Merksatz für später: Rechne mit dem ohmschen Gesetz immer dort, wo ein echter Widerstand sitzt.
Kurze Selbstkontrolle
Zählt nicht — nur zum Prüfen, ob es angekommen ist.
1.Über einem Widerstand von 220 Ω liegen 3.3 V. Wie gross ist der Strom?
2.Warum darf man das ohmsche Gesetz nicht auf eine LED anwenden?