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Ohmsches Gesetz
Was ist das Ohmsche Gesetz?
Das Ohmsche Gesetz beschreibt den linearen Zusammenhang zwischen Spannung (U), Stromstärke (I) und elektrischem Widerstand (R) in einem Leiter. Es wurde vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm formuliert und ist ein grundlegendes Prinzip der Elektrotechnik. Die mathematische Formel lautet: U = R × I.
Formel und Einheiten
- U: elektrische Spannung in Volt (V)
- I: elektrische Stromstärke in Ampere (A)
- R: elektrischer Widerstand in Ohm (Ω)
Aus der Grundformel lassen sich auch I = U / R oder R = U / I ableiten, je nachdem, welche Größe berechnet werden soll.
Anwendung in der Photovoltaik
In Photovoltaikanlagen hilft das Ohmsche Gesetz bei der Planung und Bewertung der elektrischen Leitungen. Es ermöglicht unter anderem:
- die Berechnung von Spannungsverlusten über Kabelstrecken
- die Auswahl des geeigneten Leitungsquerschnitts
- die Analyse von Stromflüssen zwischen Solarmodulen, Wechselrichter und Stromspeicher
- die Vermeidung unnötiger Energieverluste durch hohen Widerstand
Einfluss auf Leitungsverluste
Je höher der elektrische Widerstand einer Leitung ist, desto mehr Energie geht in Form von Wärme verloren. Das Ohmsche Gesetz zeigt, dass bei gleichem Strom eine höhere Spannung erforderlich ist, um diesen Widerstand zu überwinden. Deshalb ist die Reduktion von Widerständen in PV-Systemen wichtig, um die Effizienz zu maximieren.
Typische Anwendungsbeispiele
- Berechnung des Spannungsabfalls bei langen Kabelwegen vom Solarmodul zum Wechselrichter
- Optimierung von Stromkreisen bei Batteriespeichern
- Vermeidung von Leistungsverlusten bei Parallel- oder Reihenschaltungen
- Dimensionierung von Sicherungen und Schutzeinrichtungen in PV-Systemen