Das Ohmsche Gesetz beschreibt grundlegende Zusammenhänge in der Elektrizitätslehre. Es formuliert die Abhängigkeiten zwischen einem konstanten Widerstand und den proportional veränderlichen Größen von Spannung und Stromstärke. Materialien, für die das Ohmsche Gesetz uneingeschränkt gültig ist, setzen dem Stromfluss einen konstanten Widerstand entgegen.
Durch die drei Grundgrößen Spannung, Stromstärke und Widerstand lassen sich elektrische Stromkreise vollständig beschreiben. Die mathematische Darstellung für das Ohmsche Gesetz lautet: U = R x I.
Das Ohmsche Gesetz lässt sich durch die einfache Anwendung des Zweisatzes für jede Grundgröße so umformen, dass diese aus den anderen beiden hervorgeht. Aufgaben, bei denen zwei der drei Grundgrößen bekannt sind, lassen sich einfach über die bekannte Dreiecks-Darstellung lösen. Daher kommt auch häufig das Akronym URI zum Einsatz, um das Ohmsche Gesetz zu bezeichnen.
Nur unter bestimmten Bedingungen gültig
Tatsächlich ist das Ohmsche Gesetz nur unter bestimmten Bedingungen uneingeschränkt gültig. Die Annahme eines konstanten Widerstands ist eine idealisierte Vorstellung, die in der Praxis nur näherungsweise bei wenigen Materialien und bei konstanter Temperatur vorliegt. Elektrotechnische Bauteile, die im Rahmen bekannter Grenzwerte dem Ohmschen Gesetz entsprechen, tragen auch die Bezeichnung Ohmsche Widerstände. Die Widerstände anderer Bauteile lassen sich nicht durch einfache Anwendung des Ohmschen Gesetzes berechnen. Dazu gehören beispielsweise Glühlampen oder Dioden.
Anwendung des Ohmschen Gesetzes in der Heiztechnik
Eine wichtige Rolle spielt das Ohmsche Gesetz in der Heiztechnik für die Beschreibung von Elektroheizungen. Heizwiderstände wandeln elektrischen Strom in Wärmeenergie um. Was bei den meisten Anwendungen unerwünscht ist, stellt bei der Elektroheizung aber die eigentliche Funktion dar.
Ein Wirkwiderstand oder Heizwiderstand arbeitet beim Anlegen von Wechselspannung als Ohmscher Widerstand. Er wandelt elektrische Energie zu einem großen Teil in Wärme um, welche zur Erwärmung von Luft oder Wasser im Heizkreis zum Einsatz kommt. Je nach Einbettung des Heizelements in Geräte und Bauteile erzeugen sie verschiedene Anteile von Wärmestrahlung, Konvektion und Wärmeleitung.
Diese Art des Wärmeerzeugers ist sehr flexibel in der Form: Heizwendel, Bänder, Manschetten, Matten oder Register stehen für zahlreiche Anwendungen zur Verfügung: Als Heizstab oder Heizpatrone für die Warmwasserbereitung oder als Zusatzwärmequelle für Wärmepumpen . Ebenso als Konvektor oder Ölradiator für die Raumheizung oder als Hallenheizung in Form elektrischer Heizstrahler und Infrarotheizplatten.