Widerstand gegen die Naturgewalt

Das weltliche Gesetz kennt den "Widerstand gegen die Staatsgewalt". Dies ist eine Straftat und umfasst grob gesagt gewaltsamen Widerstand und tätliche Angriffe gegen sogenannte Vollstreckungsbeamte. In schweren Fällen winken da bis zu fünf Jahren Haft als Strafe.

Es gibt auch ein elektrisches Bauteil, welches als Widerstand bezeichnet wird. Und das macht genau das, was sein Name vermuten lässt: Es bietet dem Strom einen Widerstand bei seinem Bestreben, von einem Pol zum anderen zu fließen. Und die Strafe? Nun ja, ein Verstoß gegen ein weltliches Gesetz wird schon hart bestraft. Umso mehr Härte bekommt der Widerstand zu spüren und wird so richtig heiß gemacht.
Die Frage ist: Gegen welches Gesetz, Naturgesetz in diesem Fall, hat der Widerstand denn nun eigentlich verstoßen?

Gegen gar keins. Das geht ja auch gar nicht. Stattdessen befolgt er sogar die Naturgesetze.
Es passiert folgendes: Die Ladungsträger (wir hatten ja bereits festgestellt, dass es Elektronen sind) fließen durch den Draht und treffen auf den Widerstand. Im Gegensatz zum Draht können sie hier nicht so einfach fließen und man könnte erwarten, dass der Strom jetzt langsamer wird. Aber Strom funktioniert anders. Statt langsamer zu werden fließt einfach weniger hindurch. Man kann sich das vielleicht wie eine Stelle in einem Rohrsystem vorstellen, an der die Leitung plötzlich dünner wird. Wenn Sie mal Widerstand live erleben wollen, dann finden Sie sich doch einfach morgens bei entsprechenden Geschäften ein, wenn wieder ein Bestseller à la Harry Potter oder WOW Verkaufsstart hat. Bei der Gelegenheit verstehen Sie dann auch, warum ein Widerstand heiß wird. Im vorletzten Post haben wir ja gelernt, dass an einem Widerstand die Spannung abfällt. Damit geht dem Stromkreis aber Energie verloren. Hier gilt aber wieder die Energieerhaltung (wie sollte die Energie auch verschwinden), das bedeutet, die Energie aus dem Stromkreis wird in eine andere Form umgewandelt. Im Widerstand gibt es so etwas wie Reibung zwischen Elektronen und Widerstandsmaterial. Folglich wird der Widerstand heiß und die Energie des Stroms wird teilweise in Wärme umgewandelt.

Man kann einen Widerstand aber auch für andere Zwecke nutzen als um Wärme zu erzeugen. 1826 fand Georg Ohm heraus, dass es einen linearen Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand gibt, zumindest an "normalen Widerständen" (sogenannte Ohm'sche Widerstände). Die eingängige Formel

U=R*I

ist allgemein als das Ohm'sche Gesetz bekannt. Habe ich also einen Spannungsgenerator, der mit immer eine bestimmte Spannung liefert, dann kann ich durch die Wahl des Widerstandes den Strom im Stromkreis bestimmen. In der Schule haben wir gelernt uns diesen Zusammenhang anhand der "URI-Dreiecks" zu merken. Wenn man in diesem Dreieck die gesuchte Größe zuhält, kann man ablesen, wie man sie berechnet. Wegen dieser Einfachheit ist das Ohm'sche Gesetz sicher eines der einprägsamsten und eingeprägtesten Naturgesetze überhaupt.

Zum Abschluss will ich noch auf zwei Dinge hinweisen:
1. Es gibt noch einige andere Bauteile, die sich so ähnlich wie ein Widerstand verhalten, aber kein Ohm'scher Widerstand sind.
2. Wenn mehrere Widerstände in einem Stromkreis sind, muss man gewisse Regeln beachten, wenn man sie zusammenrechnen will.
Übrigens sind auch die Drähte im Stromkreis, die bei solchen Rechnungen immer vernachlässigt werden, ebenfalls Widerstände. Ihr Widerstand ist aber so klein, dass er vernachlässigt werden kann.