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Ohmsches Gesetz und Leistung

Begriffsblatt für die Amateurfunkprüfung – kurz, mit den Fragen, die dazu drankommen.

Ohmsches GesetzU = R · IDie Merkform ohne Bruch.
Strom gesuchtI = U / RMehr Spannung, mehr Strom. Mehr Widerstand, weniger Strom.
Widerstand gesuchtR = U / IWeniger Strom bei gleicher Spannung heißt mehr Widerstand.
NichtR = U · IDas ist die Leistung, nicht der Widerstand.
NichtR = I / UUmgekehrt herum — das ist der Leitwert.
NichtI = R · UHieße: mehr Widerstand, mehr Strom. Unsinn.
LeistungP = U · ISpannung mal Strom.
Strom aus LeistungI = P / UFür die Stromaufnahme vom Typenschild.
Spannung aus LeistungU = P / I
Vor dem RechnenmA in A umwandeln50 mA = 0,05 A; 20 mA = 0,02 A
Beispiel13,8 V · 1,5 A = 20,7 WDie Leistungsaufnahme eines Transceivers.
Beispiel50 V · 0,05 A = 2,5 WVerlustleistung an einem Vorwiderstand.
Beispiel3,2 V · 0,02 A = 0,064 W = 64 mW
Beispiel100 W / 12 V = 8,33 AStromaufnahme eines Mobil-Transceivers.
Beispiel3 W / 12 V = 0,25 A = 250 mA
Beispiel48 W / 12 V = 4 A

Merken: U = R · I und P = U · I — daraus folgt jede andere Form durch Umstellen. Die Probe: mehr Widerstand muss weniger Strom bedeuten. Und immer erst die Einheiten glattziehen, Milliampere in Ampere, bevor multipliziert wird.

Der Zusammenhang

Zwei Formeln tragen alle Rechenaufgaben der Klasse N, und beide beschreiben eine einfache Beobachtung. Erstens: an einem Widerstand ist der Strom umso größer, je größer die Spannung ist, und umso kleiner, je größer der Widerstand ist. Das ist das ohmsche Gesetz. Zweitens: die umgesetzte Leistung ist Spannung mal Strom — beides zusammen, denn Spannung allein treibt nichts, und Strom allein braucht keine Energie. Jede der beiden Formeln lässt sich auf drei Weisen schreiben, je nachdem, was gesucht ist, und man muss sich nur EINE merken und umstellen können. Für das ohmsche Gesetz ist U = R · I die bequemste Merkform, weil sie ohne Bruch auskommt; daraus folgt I = U/R und R = U/I. Die Probe auf eine falsche Umstellung ist einfach: der Widerstand muss GRÖSSER werden, wenn bei gleicher Spannung weniger Strom fließt. In R = I/U wäre es umgekehrt — also kann diese Form nicht stimmen. Und in I = R · U würde mehr Widerstand mehr Strom bedeuten, was offensichtlich unsinnig ist. Bei der Leistung P = U · I ist die einzige echte Fehlerquelle die Einheit: Milliampere sind vor dem Multiplizieren in Ampere zu verwandeln. 50 V mal 50 mA ist nicht 2500, sondern 50 mal 0,05 = 2,5 W. Wer das Komma vergisst, landet zuverlässig auf einer der angebotenen falschen Antworten — die sind genau dafür gebaut. Umgestellt heißt die Leistungsformel I = P/U, und damit rechnet man die Stromaufnahme eines Geräts aus seinem Typenschild: 100 W an 12 V brauchen 8,33 A, ein 12-V-Leuchtmittel mit 3 W zieht 0,25 A.

Herkunft: Beide Formeln stehen auf dem Formelblatt der Prüfung; die Beispielzahlen aus dem Fragenkatalog.

Diese Prüfungsfragen gehören dazu

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