Ohmscher Widerstand

Der ohmsche Widerstand eines Materials ist der Widerstand, den ein Material dem Durchfluss eines elektrischen Stromes entgegensetzt. Es handelt sich beim ohmschen Widerstand um einen Spezialfall des elektrischen Widerstandes, bei dem der Widerstand von der angelegten Spannung unabhängig ist.

Ein ohmscher Widerstand zeichnet sich dadurch aus, dass der fließende Strom I proportional zur angelegten Spannung U ist. Der Proportionalitätsfaktor ist der Wert des ohmschen Widerstandes R:

Der ohmsche Widerstand wird durch Zusammenstöße zwischen den bewegten Ladungsträgern (zumeist Elektronen) und den Atomen des Materials hervorgerufen. Eine von außen angelegte elektrische Spannung beschleunigt die Elektronen im Material. Diese stoßen mit Atomen zusammen und übertragen einen Teil ihrer Bewegungsenergie auf das Atom, dessen Vibrationsenergie dadurch wächst. Das Material erwärmt sich.

Danach wird das Elektron wieder durch das äußere Feld beschleunigt. Bei konstanter Spannung ergibt sich für die Ladungsträger eine gewisse mittlere Driftgeschwindigkeit.

Für Materialien, die dem Ohmschen Gesetz (R=U/I) folgen, kann man auch sagen, dass der ohmsche Widerstand R bei konstanter Temperatur keine Funktion des Stroms I sein darf. Der Wert R ist sowohl vom Material als auch dessen Beschaffenheit abhängig. Jedes Material hat einen eigenen spezifischen elektrischen Widerstand, ρ genannt.

Für einen Draht der Länge l mit konstanter Querschnittsfläche A gilt:

Kühlt man ein supraleitungsfähiges Material unter seine spezifische Sprungtemperatur ab, so sinkt der ohmsche Widerstand auf Null. Das Material wird es zu einem Supraleiter.