Ohmischer Widerstand

[Christian Seiler]

Hallo,

Ok, Ohm habe ich auch schon gehört, z.B stehen auf meine Grossen Lautsprecher "4-16Ohm (180Watt Sinus/Max:300Watt) aber wie kann man sich Ohm oder Ampere Bildlich vorstellen?

Ok, den Lautsprecher als Erklärung für "Widerstand" heranzunehmen, ist natürlich das schlechteste Beispiel. Denn Die Ohm-Zahl beim Lautsprecher meint eigentlich etwas leicht anderes.

Betrachten wir erst einmal Gleichstromschaltungen (d.h. Schaltungen, die immer mit der gleichen Spannung betrieben werden, bei der die Stromflussrichtung immer die gleiche ist). Es gibt dort 3 Begriffe, die besonders wichtig sind: Spannung, Strom und Widerstand. Spannung (U) wird typischerweise in Volt (V) gemessen, Stromstärke (I) in Ampère (A) und Widerstand (R) in Ohm (Ω). Wenn Du Dir das Bildlich vorstellen willst, dann kann folgendes Modell hilfreich sein:

Du hast einen Fluss. Der ist allerdings ein künstlicher Fluss. Die Quelle ist nämlich ein von Menschen gebauter Brunnen, der Wasser aus der Tiefe senkrecht nach oben pumpt. Der Fluss fließt dann mit der Zeit nach unten und wenn er unten angeokmmen ist füllt er das Wasserreservoir in der Tiefe wieder auf. Die Spannungsquelle wäre hier die Pumpe im Brunnen - die Höhe, die die Pumpe das Wasser nach oben Pumpt die Größe der Spannung. Die Steigung des Bergs würde dem Widerstand entsprechen und die Geschwindigkeit, mit der der Fluss nach unten fließt die Stromstärke. Bevor mich jetzt jemand für diesen Vergleich umbringt: Ja, der hinkt gewaltig. Schon bei den einfachsten Schaltungen hält versagt der Vergleich. Aber darum geht's mir gar nicht, denn bei diesem Vergleich kann man durchaus ganz gut den Unterschied zwischen Strom und Spannung erkennen: Die Spannung ist die "treibende Kraft" (Kraft jetzt *nicht* im physikalischen Sinn) hinter einer elektrischen Schaltung, d.h. die Spannung sorgt dafür, dass überhaupt ein Strom fließt. Die Stromstärke dagegen ist ein Maß dafür, wie _stark_ der Strom fließt (genaugenommen ist die Stromstärke die MENGE an Ladungen, die sich pro Zeiteinheit bewegen, deswegen hinkt mein Vergleich auch so, denn die Geschwindigkeit der Ladungen ist nochmal was anderes). Und der Widerstand ist das, was das Verhältnis zwischen Spannung und Stromstärke ausmacht, d.h. je größer der Widerstand bei gleicher Spannung, desto geringer die Stromstärke.

Nun gibt es das ohmsche Gesetz, das für bestimmte Sorten von Widerstands-Bauteilen gilt. Dieses besagt, dass bei diesen Widerständen die Stromstärke in Abhängigkeit von der Spannung der Beziehung I = U/R folgt. Das heißt: Man kann eine Spannung vorgeben und dann vorher schon ausrechnen, welche Stromstärke man messen wird.

Es gibt auch andere Widerstands-Bauteile, die dem ohmschen Gesetz nicht folgen. Dort sieht die Abhängigkeit der Stromstärke von der Spannung anders aus. Allerdings hat sich auch da eingebürgert, das Verhältnis zwischen Spannung und Stromstärke als Widerstand zu bezeichnen - das Widerstands-Bauteilen besitzt also keinen konstanten Widerstand wie eines, das dem ohmschen Gesetz folgt.

Und nun zu Deinen Lautsprechern: Die Ohm-Angabe dort bezeichnet *nicht* den Widerstand der Lautsprecher, sondern die Impedanz. Das ist so etwas ähnliches. Betrachten wir einmal Wechselststromkreise, d.h. Stromkreise, bei denen sich die Stromrichtung kontinuierlich ändert. Ein ohmscher Widerstand (d.h. ein Bauteil, das dem ohmschen Gesetz folgt) reagiert in einem Wechselstromkreis genauso wie in einem Gleichstromkreis. Allerdings gibt es Bauteile, die sich in einem Gleichstromrkeis völlig anders verhalten, als in einem Wechselstromkreis: Wenn man einmal vom Ein- und Ausschaltvorgang absieht, verhalten sich Spulen in einem Gleichstromkreis wie normale Leiter (d.h. sie leiten einfach den Strom wie ein Kabel), Kondensatoren wie Isolatoren (d.h. sie leiten gar nichts). In einem Wechselstromkreis dagegen verhalten sie sich in gewissen Grenzen wie ohmsche Widerstände, deren Widerstand von der Frequenz der Wechselspannung abhängt. Ferner bewirken sie noch einen anderen Effekt (Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom), den ich hier jetzt nicht erläutern will. Das heißt: In einem Wechselstromkreis kann ein Kondensator oder eine Spule wie ein Widerstand eingesetzt werden, der jedoch in Abhängigkeit von der Frequenz einen anderen Wert hat. In einem Lautsprecher sind solche Bauteile verbaut - *zusammen* mit normalen Widerständen. Wenn man nun den Gesamtwiderstand ausrechnen will, dann darf man die jedoch nicht nach den gleichen Regeln addieren, die man auch für reine Widerstände kennt, dann wird's komplizierter. Und das, was dabei herauskommt, nennt man dann einfach "Impedanz" statt "Widerstand" - die Einheit ist jedoch die gleiche. Und die Impedanz bei Deinem Lautsprecher ist auch nicht ein konkreter Wert, sondern als 4-160 Ohm angegeben, d.h. mindestens 4 Ohm, höchstens 160 Ohm. Das liegt daran, dass (wie schon erwähnt) die Impedanz bestimmter Bauteile frequenzabhängig ist und aus einem Lautsprecher unterschiedliche Frequenzen kommen können (für unterschiedliche Töne) - und das desamte Spektrum, das der Lautsprecher abdeckt führt zu einer Impedanz zwischen 4 und 160 Ohm. Die Angabe ist bei Lautsprechern deswegen wichtig, weil die Eingangsimpedanz der Lautsprecher zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers passen muss, wenn man eine gute Klangqualität (und eine gute Verstärkung) erreichen will. Man kann nicht pauschal sagen, dass eine Impedanz von 4-160 Ohm besser oder schlechter wäre als eine Impedanz von 40-300 Ohm (frei erfunden) - man kann nur sagen, dass sie besser oder schlechter zum Verstärker passt.

Viele Grüße,
Christian