Der elektrische Widerstand.

Diese Seite ist nicht als Ersatz für Experimente im Unterricht gedacht, Realexperimente bei diesem Thema sind unverzichtbar.
Sie soll eine Möglichkeit aufzeigen, wie das Thema "Widerstand" im Anfangsunterricht eingeführt werden kann.
Sie kann auch dazu dienen, dass Schülerinnen und Schüler das Thema Zuhause noch einmal nacharbeiten.

Wenn man eine Niederspannungsquelle und geeignete Glühlämpchen benutzt, kann man das beschriebene Experiment auch in Schülerübungen durchführen lassen. Mit 230 V dürfen sie nicht experimentieren.

1.) Gleiche Quelle, unterschiedliche Stromstärken.

Die Stromstärke in einem Stromkreis hängt nicht nur von der Spannung der Quelle ab!
Betrachten wir dazu folgende Versuchsreihe:

Verschiedene Glühlampen aus dem Haushalt werden - zusammen mit einem Stromstärkemessgerät - an die Steckdose (230 V) angeschlossen.
Sie werden also alle an derselben Quelle betrieben

Vorsicht! Nicht Zuhause nachmachen. Spannungen von 230 V können lebensgefährlich sein!

Lampe 1	Lampe 2	Lampe 3
leuchtet schwach, kleine Stromstärke starke Hemmung großer Widerstand	leuchtet heller, mittlere Stromstärke mittlere Hemmung mittlerer Widerstand	leuchtet hell, große Stromstärke kleine Hemmung kleiner Widerstand

Obwohl alle Lampen an die gleiche Quelle angeschlossen sind, leuchten sie doch unterschiedlich hell und das Stromstärkemessgerät zeigt unterschiedliche Stromstärken an.

Die Stromstärke wird also auch noch vom elektrischen Geräts im Stromkreis bestimmt.

Verschiedene Geräte behindern oder hemmen den Stromfluss verschieden stark. Man spricht von der Hemmung des Stromflusses und vom elektrischen Widerstand des Gerätes.

Ist der Widerstand groß, wird der Stromfluss stark gehemmt und die Stromstärke wird klein.
Ist der Widerstand klein, wird der Stromfluss kaum gehemmt und die Stromstärke wird groß.

2.) Unterricht: ein sehr anschauliches Modell für Spannung und Widerstand.

Das Ziel einer Unterrichtsstunde ist es, dass möglichst viel Lerninformation in den Köpfen der Schülerinnen und Schüler ankommt.
Die Informationsmenge / Zeit entspricht also der Ladungsmenge / Zeit - also der elektrischen Stromstärke.

Wovon hängt die "Informationsstromstärke" ab?

a) Sicher von der Lehrerin oder dem Lehrer, davon, wie "spannend" sie oder er die Stunde gestalten kann.
Die Lehrerin oder der Lehrer entspricht also der elektrischen Quelle:
in einer "spannenden" Stunde kommt mehr in den Schülerköpfen an, als in einer langweiligen Stunde.

b) In einer Klasse sitzen viele Schülerinnen und Schüler und nicht alle sind gleich motiviert und gleich aufmerksam!
Obwohl alle gerade den gleichen Unterricht beim gleichen Lehrer haben, kommt bei ihnen unterschiedlich viel Lerninformation in dieser Stunde an.
Die Schülerinnen und Schüler entsprechen also den elektrischen Geräten.
Wer sich gerade mit anderen Dingen beschäftigt, "keinen Bock", oder eine "lange Leitung" hat, bei dem kommt wenig Lerninformation an, er/sie hat also einen großen Widerstand.
Wer konzentriert dem Unterricht folgt und mitdenkt, der hat einen kleinen Widerstand, hier kommen viele Lerninformationen im Kopf an.

3.) Wovon hängt der Widerstand eines Glühlampendrahtes ab?

Die folgenden zwei Fotos zeigen Aufnahmen der Glühwendeln von zwei der verwendeten Glühlampen.

Dieses Foto zeigt die Glühwendel von Lampe 1 (oben links). Sie besteht aus sehr dünnem Draht. Der Glühdraht ist sehr eng gewickelt, der Draht ist also auch sehr lang. Ein langer, dünner Draht hemmt den Stromfluss stark, er hat also einen großen Widerstand.

Dieses Foto zeigt die Glühwendel von Lampe 3 (oben rechts). Sie besteht aus ziemlich dicken Draht. Der Glühdraht ist "locker" gewickelt, der Draht ist also recht kurz. Ein kurzer, dicker Draht hemmt den Stromfluss kaum, er hat also einen kleinen Widerstand.

4.) Auch der Volksmund benutzt Bilder aus der Elektrizitätslehre.

Wenn man von einer Person sagt, sie "hat eine lange Leitung", dann meint man damit, dass sie sehr langsam versteht, dass wenig Information bei der Person ankommt. Der "Widerstand" im Kopf der Person ist also groß, genauso wie der Widerstand eines langen Drahts.

Wenn man von einer Person sagt, sie "steht auf dem Schlauch", dann ist damit dasselbe gemeint, vielleicht auch nur im Augenblick.
Steht jemand (wörtlich gemeint!) auf einem Gartenschlauch, so wird der Durchgang eng. Das ist so, als ob der Schlauch nun plötzlich sehr dünn wäre, denn die dünnste Stelle bestimmt, wie viel Wasser je Sekunde durch den Schlauch fließen kann. Genauso ist es auch bei elektrischen Drähten.

Seite und alle Fotos: Grüninger, Landesbildungsserver