Ohmsches Gesetz berechnen

Geben Sie zwei Werte aus Spannung, Strom, Widerstand und Leistung ein, um die beiden anderen zu berechnen.

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Ihre EingabeBerechnet

24spannung, bekannt
2strom, bekannt
12widerstand
48leistung
+−24 V12 Ω12 Ω ist ein Wert der E24-Reihe48 W Wärmeleistung2 A
VI × RP ÷ I√(P × R)IV ÷ RP ÷ V√(P ÷ R)RV ÷ IV² ÷ PP ÷ I²PV × II² × RV² ÷ R

Widerstand

12Ω

Berechnet aus spannung 24 V und strom 2 A.

Leistung
48 W

Gilt für Gleichstrom oder eine rein ohmsche Last. Bei Wechselstrom mit einem Leistungsfaktor unter 1 ergibt V ÷ I die Impedanz, nicht den Wirkwiderstand.

So wird es berechnet
  1. R = V ÷ I=24 V ÷ 2 A=12 Ω
  2. P = V × I=24 V × 2 A=48 W

Aus 24 V und 2 A ergeben sich 12 Ω und 48 W.

Tipp: Ein 250-Ω-Eingang in einer 4–20-mA-Schleife verursacht bei 20 mA einen Spannungsabfall von 5 V: I × R nach demselben Gesetz.

Beispielwerte
Welche Werte kennen Sie?
Werte

Das Ohmsche Gesetz anwenden

Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung über einem Widerstand gleich dem Strom durch ihn multipliziert mit dem Widerstand: V = I × R. Zusammen mit der Leistungsformel P = V × I reichen zwei Werte aus Spannung, Strom, Widerstand und Leistung aus, um die beiden anderen zu bestimmen. Bei 24 V über 12 Ω fließen 2 A und werden 48 W umgesetzt.

Wählen Sie die beiden bekannten Werte. Jede Größe hat drei Formeln, eine für jedes Paar der drei anderen; diese zwölf decken alle Fälle ab.

Spannung

V = I × R = P ÷ I = √(P × R)

Verwenden Sie Volt, Ampere und Ohm gemeinsam. Rechnen Sie Milliampere zuerst durch 1.000 um: 20 mA entsprechen 0,02 A. Um 8 A durch 3 Ω zu treiben, sind 8 × 3 = 24 V nötig.

Strom

I = V ÷ R = P ÷ V = √(P ÷ R)

Eine Last von 15 Ω an 240 V nimmt 240 ÷ 15 = 16 A auf. Eine 60-W-Lampe an 12 V nimmt 60 ÷ 12 = 5 A auf.

Widerstand: Watt in Ohm

R = V ÷ I = V2 ÷ P = P ÷ I2

Aus Watt allein ergibt sich kein Widerstand: Sie brauchen zusätzlich die Spannung oder den Strom bei dieser Leistung. Ein 2.000-W-Heizelement für 230 V hat im warmen Zustand einen Widerstand von 2302 ÷ 2.000 = 26,45 Ω. Eine Last, die bei 12 A 1.440 W aufnimmt, hat 1.440 ÷ 122 = 10 Ω.

Leistung: Ohm in Watt

P = V × I = I2 × R = V2 ÷ R

Aus Ohm allein ergibt sich ebenso wenig eine Leistung: Ein Widerstand nimmt Leistung nur über die anliegende Spannung oder den durchfließenden Strom auf. 16 Ω an 48 V nehmen 482 ÷ 16 = 144 W auf. I2 × R zeigt, warum Leitungsverluste quadratisch mit dem Strom steigen: Bei doppeltem Strom im selben Kabel vervierfacht sich die Erwärmung.

Bei einem Wechselstromkreis mit ohmscher Last, etwa einem Heizelement, gelten dieselben Formeln für Effektivwerte. Hat die Last Induktivität oder Kapazität, ergibt V ÷ I die Impedanz und die Wirkleistung beträgt V × I × Leistungsfaktor. Der Rechner für kW und Ampere behandelt Wechselstromkreise mit Leistungsfaktor.

Beispiele zum Ohmschen Gesetz

Stromaufnahme einer 3-kW-Heizung bei 230 V

I = P ÷ V = 3.000 ÷ 230 = 13,04 A; der Widerstand des warmen Heizelements beträgt V2 ÷ P = 17,63 Ω. Ein Heizelement verhält sich annähernd wie ein rein ohmscher Widerstand, sodass das Ohmsche Gesetz unmittelbar gilt.

Strom 13,04 A Im Rechner öffnen

Ein 120-Ω-Abschlusswiderstand

Ein 120-Ω-Widerstand mit 0,25 W Nennbelastbarkeit kann vor Erreichen dieser Grenze höchstens √(0,25 ÷ 120) = 45,64 mA führen; dabei liegen 5,477 V an. An einem RS-485-Abschluss liegt wesentlich weniger an, weshalb kleine Widerstände hier ausreichen.

Strom 45,64 mA Im Rechner öffnen

Strom durch gebräuchliche Widerstände

Strom in mA durch Normwiderstände bei drei üblichen Gleichspannungen, berechnet mit I = V ÷ R.

Strom durch gebräuchliche Widerstände, Werte in mA
Widerstand (Ω)5 V (mA)12 V (mA)24 V (mA)
105001.2002.400
47106,4255,3510,6
10050120240
12041,67100200
22022,7354,55109,1
250204896
47010,6425,5351,06
1.00051224
2.2002,2735,45510,91
4.7001,0642,5535,106
10.0000,51,22,4

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Tabelle Ohm in Watt

Leistung in Watt, die ein Widerstand bei vier üblichen Spannungen aufnimmt, berechnet mit P = V2 ÷ R.

Tabelle Ohm in Watt, Werte in W
Widerstand (Ω)12 V (W)24 V (W)120 V (W)230 V (W)
114457614.40052.900
2722887.20026.450
3481924.80017.633
4361443.60013.225
624962.4008.817
818721.8006.613
1014,457,61.4405.290
1212481.2004.408
169369003.306
207,228,87202.645
502,8811,522881.058
1001,445,76144529

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Fragen zu Ohmsches Gesetz

Wie lautet die Formel des Ohmschen Gesetzes?

V = I × R: Die Spannung in Volt ist gleich dem Strom in Ampere mal dem Widerstand in Ohm. Daraus folgen I = V ÷ R und R = V ÷ I.

Wie berechne ich Watt aus Volt und Ampere?

Multiplizieren Sie beide Werte: P = V × I. Bei 12 V und 2 A ergeben sich 24 W. Das gilt bei Gleichstrom und ohmscher Wechselstromlast; bei anderen Wechselstromlasten ist zusätzlich der Leistungsfaktor zu berücksichtigen.

Gilt das Ohmsche Gesetz für LEDs und Motoren?

Nicht unmittelbar. Der LED-Strom steigt oberhalb ihrer Durchlassspannung stark an; der Motorstrom hängt von Last und Gegen-EMK ab, nicht von einem festen Widerstand. Für die Widerstände und Kabel um diese Bauteile gilt das Gesetz weiterhin.

Warum wird ein Kabel warm?

Sein Widerstand setzt I2 × R in Wärme um. Ein Kabelabschnitt mit 0,1 Ω und 30 A setzt entlang seiner Länge 90 W um. Der Leiterwiderstandsrechner bestimmt R aus Querschnitt und Länge.

Wie groß ist die Leistung bei 5 Ohm Widerstand und 5 Ampere Strom?

P = I2 × R = 52 × 5 = 125 W; am Widerstand liegen dabei 5 × 5 = 25 V.

Für welche Leistung ist eine ohmsche Last von 12 Ω an 240 V ausgelegt?

P = V2 ÷ R = 2402 ÷ 12 = 4.800 W; die Last nimmt 240 ÷ 12 = 20 A auf.

Was ergibt Ampere mal Ohm?

Volt: V = I × R, also ergeben 2 A durch 12 Ω genau 24 V. Milliampere mal Ohm ergibt Millivolt, Milliampere mal Kiloohm ergibt Volt: 20 mA durch 250 Ω sind 5.000 mV oder 5 V. Umgekehrt ergibt Volt geteilt durch Milliampere Kiloohm.

Kann ich das Ohmsche Gesetz mit Watt statt Ohm anwenden?

Ja. Mit Watt und Volt gilt I = P ÷ V und R = V2 ÷ P, mit Watt und Ampere V = P ÷ I und R = P ÷ I2. Wählen Sie im Rechner das bekannte Wertepaar; er liefert die beiden anderen Werte.

Grenzen dieses Ergebnisses

  • Die Berechnung setzt einen linearen Widerstand voraus. Der Widerstand von Glühlampen, Heizelementen und Halbleitern ändert sich mit Temperatur und Strom.
  • Verwenden Sie bei Wechselstromkreisen mit Induktivität oder Kapazität Impedanz und Leistungsfaktor; der Rechner für kW und Ampere deckt diesen Fall ab.
  • Prüfen Sie, ob die Nennbelastbarkeit jedes Widerstands mit Sicherheitsreserve über der hier berechneten Leistung liegt.

Kontinuierlich messen

Ein ZIO liest 4–20-mA- und 0–10-V-Signale. Mit dem Ohmschen Gesetz lassen sich der Spannungsabfall in der Schleife und die Last bestimmen, die der Messumformer treiben kann.

Verwandte Leitfäden

Quellen

  1. The International System of Units (SI), 9th edition: derived units volt, ohm and watt (öffnet in einem neuen Tab) BIPM, 2019, updated 2022
  2. International Electrotechnical Vocabulary, 131-12: circuit theory, resistance (öffnet in einem neuen Tab) IEC, Electropedia, IEV 131-12-04