Was ist ein Lastwiderstand in Physik? Aufklärung

Was ist ein Lastwiderstand in Physik

Ebenso wie in anderen wissenschaftlichen Bereichen sind auch in der Elektrizitätslehre unterschiedliche Fachbegriffe verbreitet. Sie beschreiben physikalische Sachverhalte, häufig begegnet ihnen die Schülerschaft erstmalig im Unterricht. Darüber hinaus kommen studierte Physiker mit den spezifischen Wörtern in Berührung. Außenstehenden ist die genaue Bedeutung jedoch oft unklar. Dies trifft auch auf den Begriff ‘Lastwiderstand’ zu. Deshalb soll an dieser Stelle dargelegt werden, was darunter zu verstehen ist. Zur Veranschaulichung gibt es zusätzliche Rechenbeispiele mit den dazugehörigen Formeln. Mit ihnen kann man den Lastwiderstand eigenständig errechnen.

Begriffserklärung – was ist ein Lastwiderstand im physikalischen Sinn?

Bevor näher auf den Lastwiderstand eingegangen wird, sollte zunächst eine Definition des Begriffs ‘elektrischer Widerstand’ stattfinden.

Der Widerstand in einem elektrischen Stromkreis beschreibt die Höhe der erforderlichen Spannung, welche für den Stromfluss aufgebracht werden muss. Zum Beispiel können Gegenstände wie elektronische Geräte den Strom oder metallische Spulen in seinem Fluss hemmen. Damit er dennoch im Stromkreis fließen kann, ist ein entsprechender Widerstand notwendig.

Wie lässt sich der Widerstand berechnen?

Mithilfe der Formel R = U / I wird der Lastwiderstand ausgerechnet. Die Abkürzung R steht für den zu errechnenden Widerstand. U gibt die elektrische Spannung an, I hingegen die Höhe der Stromstärke. Die Einheit des Widerstandes heißt Ohm (Formelzeichen: 1 Ω).

Beispiel:

U = 20 V
I = 4 A
R = ?

R = U / I
R = 20 V / 4 A
R = 5 Ω

Bei dieser Rechnung lag eine Spannung von 20 Volt vor, die Stromstärke betrug 4 Ampère. Beide Werte wurden miteinander multipliziert. Der Widerstand in dem erdachten Stromkreis liegt bei 5 Ohm.

Das genannte Beispiel gilt als Grundrechnung, um den Widerstand zu ermitteln. Elektrische Widerstände können sowohl in einer Reihen- als auch in einer Parallelschaltung angeordnet sein. Deshalb unterscheidet sich der Rechenweg je nach dem vorliegenden Fall.

Beispiel Reihenschaltung:

R₁ = 20 Ω
R₂ = 40 Ω
R₃ = 60 Ω

R Reihenschaltung = R₁ + R₂ + R₃
R Reihenschaltung = 20 Ω + 40 Ω + 60 Ω
= 120 Ω

Bei einer Reihenschaltung werden die vorhandenen Widerstande schlicht zusammengezählt. Als Endergebnis kommt bei dem Beispiel ein Wert von 120 Ohm heraus.

Beispiel Parallelschaltung:

R₁ = 50 Ω
R₂ = 70 Ω

R₁ * R₂
R Parallelschaltung = ———–
R₁ + R₂

50 Ω * 70 Ω
R Parallelschaltung = —————–
50 Ω + 70 Ω

350 Ω
R Parallelschaltung = —————— = 2,91 Ω
120 Ω

Bei einer Parallelschaltung verläuft die Rechnung etwas komplizierter. Die beiden Werte werden zunächst multipliziert und addiert, ehe man eine Bruchrechnung vornimmt. Als Ergebnis erhält man 2,91 Ohm.

Nun soll erklärt werden, was unter einem Lastwiderstand zu verstehen ist. Der Begriff ‘Lastwiderstand’ stellt letztlich ein Synonym zum ohmschen Widerstand dar, welcher in der Physik auch ohmsches Gesetz genannt wird. Ein Lastwiderstand liegt dann vor, wenn es keine Unterschiede beim Widerstand eines Wechsel- beziehungsweise eines Gleichstromkreises gibt. In beiden Fällen ist der Wert gleich hoch.
Bei einem Wechselstromkreis variiert der Strom zwischen positiven und negativen Werten. Beim Gleichstromkreis bleibt der Wert wiederum konstant.

Ähnlich wie beim normalen Widerstand existiert auch für den Lastwiderstand eine spezielle Rechenformel:

R = p * l A

P symbolisiert den vorliegenden Widerstand. L steht für die Länge des Stromleiters, A für seine Flächenmaße im Querschnitt. Mit der Formel findet man den Widerstand heraus, welcher durch Geräte wie Metallspulen im Stromkreis hervorgerufen wird.
Für das ohmsche Gesetz gilt hingegen die Formelangabe R = U / I.

Zusammenfassung:

Anstelle von Formulierungen wie ‘ohmsches Gesetz’ oder ‘ohmscher Widerstand’ ist in der Physik auch der Name ‘Lastwiderstand’ geläufig. Alle drei Bezeichnungen beschreiben denselben Sachverhalt: Der elektrischen Widerstand in einem Wechselstromkreis unterscheidet sich nicht von dem Wert eines Gleichstromkreises. Die entsprechenden Formeln lauten R = p * l A und R = U / I.

Elektrische Widerstände entstehen durch Elemente wie beispielsweise Spulen. Wenn sie im Stromkreis integriert sind, erhöht sich die Intensität der Stromstärke. Deshalb wird der Widerstand als Maßeinheit angesehen, die beim Stromfluss aufgebracht werden muss. Der griechische Buchstabe Omega (Ω) fungiert als allgemeingültiges Formelzeichen für den Widerstand, die Maßangabe heißt Ohm. Sie leitet sich vom ohmschen Gesetz ab.

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