Ohmsches-Gesetz-Rechner für Spannung, Strom, Widerstand

Das Ohmsche Gesetz ist die wichtigste Beziehung in der Elektronik. Es wurde 1827 vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm formuliert und besagt, dass der Strom durch einen Leiter zwischen zwei Punkten direkt proportional zur Spannung über diesen Punkten und umgekehrt proportional zum Widerstand ist. In der bekannten Form V = I × R steht V für die Spannung in Volt, I für den Strom in Ampere und R für den Widerstand in Ohm (Ω). Diese kompakte Gleichung ermöglicht es, jede beliebige Größe zu berechnen, wenn die beiden anderen bekannt sind — deshalb bildet sie die Grundlage nahezu jeder Schaltungsberechnung, die Ingenieure, Techniker und Hobbyisten durchführen. Der Ohmsches-Gesetz-Rechner erweitert die Grundbeziehung um die elektrische Leistungsformel P = V × I, gemessen in Watt. Aus beiden Beziehungen ergeben sich äquivalente Ausdrücke: P = I² × R und P = V² / R. Zusammen bilden Spannung, Strom, Widerstand und Leistung ein geschlossenes System, in dem sich aus zwei bekannten Größen die beiden übrigen ableiten lassen. Geben Sie genau zwei Werte ein, und der Rechner wählt automatisch die richtigen Formeln, sodass Sie sich nicht merken müssen, welche Umstellung zu verwenden ist. Die Berechnung der einzelnen Fälle ist unkompliziert. Wenn Spannung und Strom bekannt sind, gilt für den Widerstand V ÷ I und für die Leistung V × I. Wenn Spannung und Widerstand bekannt sind, gilt für den Strom V ÷ R und für die Leistung V² ÷ R. Wenn Strom und Widerstand bekannt sind, gilt für die Spannung I × R und für die Leistung I² × R. Wenn Leistung zu den bekannten Werten gehört, verwendet der Rechner bei Bedarf Quadratwurzeln — zum Beispiel ist bei bekanntem Widerstand und Leistung der Strom √(P ÷ R) und die Spannung √(P × R). Alle Ergebnisse werden in doppelter Genauigkeit berechnet und zur besseren Lesbarkeit gerundet. Zu verstehen, was die Zahlen bedeuten, ist ebenso nützlich wie ihre Berechnung. Spannung ist der elektrische Druck, der Ladung durch eine Schaltung treibt; Strom ist die Flussrate der Ladung; Widerstand hemmt diesen Fluss und wandelt elektrische Energie in Wärme um; und Leistung ist die Rate, mit der Energie zugeführt oder abgegeben wird. Die Belastbarkeit eines Widerstands, der Vorwiderstand einer LED, die Laufzeit einer Batterie und die Last eines Motors lassen sich mit diesen vier Größen analysieren. Die Wahl eines ausreichend belastbaren Widerstands hängt beispielsweise direkt von dem hier berechneten P = I² × R ab. Typische Anwendungen sind die Dimensionierung von Vorwiderständen für LEDs, das Prüfen, ob ein Widerstand überhitzt, das Abschätzen des Stroms, den eine Last aus einer Batterie oder einem Netzteil zieht, das Entwerfen von Spannungsteilern und die Fehlersuche in Schaltungen, bei denen ein Messwert nicht den Erwartungen entspricht. Beachten Sie, dass das Ohmsche Gesetz für ohmsche (lineare) Bauteile bei konstanter Temperatur gilt; Halbleiter, Lampen und andere nichtlineare Bauteile folgen ihm nur näherungsweise, daher sind die Ergebnisse hier als ideale Schätzwerte für reale Komponenten zu verstehen.