Georg Simon Ohm

Letztmalig dran rumgefummelt: 01.11.06 16:48:24

Georg Simon Ohm (1789 - 1854)

Mit »Ohm« bezeichnen die Elektrotechniker den sogenannten Spannungswiderstand. Elektrische Schaltkreise - ohne die unser modernes Leben nicht mehr denkbar wäre - werden nach dem Ohmschen Gesetz berechnet. Trotzdem ist es keine Schande, wenn man die wichtigste mathematische Formel der Elektrizitätslehre nicht auf Anhieb versteht. Auch die hochgelehrten Naturwissenschaftler und Mathematiker des 19. Jahrhunderts hatten damit ihre Probleme.
Georg Simon Ohm, 1789 in Erlangen als Sohn eines Schlossermeisters geboren, gilt heute als der bedeutendste deutsche Elektrizitätsforscher. Als er in den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts seine Entdeckungen zum ersten Mal veröffentlichte, war das Urteil der Professoren weniger positiv - genau gesagt: vernichtend. Sie weigerten sich, sein Buch Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet überhaupt zur Kenntnis zu nehmen.
Heute ist das Ohmsche Gesetz, das damals als Irrlehre eines Gymnasiallehrers abgetan wurde, das kleine Einmaleins der Elektrotechnik. Als mathematische Formel geschrieben, sieht das Ohmsche Gesetz so aus:

Stromstärke = Spannung/Widerstand

Eine Seite aus Georg Simon Ohms mathematischen Aufzeichnungen.
Eingekreist ist seine berühmte Formel, die er im Januar 1826 zum ersten Mal niederschrieb. Mit X bezeichnet Ohm damals die Stromstärke, mit a die elektrische Spannung Der Buchstabe b bezeichnet den konstanten und c den veränderlichen Widerstand Erst später fa8te Ohm die beiden Widerstände als eine Größe zusammen und vereinfachte die Formel.

Nimmt man eine Stromquelle, zum Beispiel eine Batterie, und verbindet ihre beiden Pole mit einem Kabel, dann beginnt Elektrizität durch den Draht zu fließen Die elektrische Spannung (ausgedrückt in Volt) treibt wie der Druck in einem Dampfkessel den »Strom« durch die Leitung. Erhöht man in der Batterie die Spannung, fließt mehr Strom, senkt man die Spannung, wird der Fluss der Elektronen schwächer.
Aber es kommt noch eine dritte physikalische Größe ins Spiel: der Widerstand. Er regelt, vergleichbar einem Ventil, wie viel Strom durch das Kabel fließt. ist der Widerstand in der Leitung groß, wird nur eine geringe Menge transportiert, ist der Widerstand klein, steigt die Strommenge (gemessen in Ampere).
Als Georg Simon Ohm 1820 im physikalischen Labor der Jesuitenschule zu Köln mit seinen ersten Experimenten begann, wusste man noch nichts von diesen Zusammenhängen Die angesehenen Forscher glaubten damals, dass die Spannung in einem Stromerzeuger und der Strom, der durch einen Draht geleitet wurde, zwei voneinander unabhängige Erscheinungen der elektrischen Kraft sein müssten. Ohm hingegen war davon überzeugt, dass es eine Gesetzmäßigkeit zwischen den beiden Erscheinungen geben müsse.
Um seine Hypothese zu überprüfen, leitete er Strom durch Drähte. Er experimentierte mit dicken, und dünnen, mit langen und kurzen Drähten, mit Kabeln aus Kupfer, aus Silber, aus Messing und verschiedenen anderen Metallen Jeder der Drahte wurde mit einer Drehwaage, bei der eine Magnetnadel ausschlug, »vermessen«.
Zunächst wollte sich die vermutete Gesetzmäßigkeit nicht bestätigen Der Grund: Ohm hatte als Spannungserzeuger ein Volta-Element (siehe P.M. 12/91) verwendet. Die Leistung der primitiven chemischen Batterie brach sofort zusammen, wenn man die Pole mit einem zu dicken Kabel überbrückte. So viel Strom, wie da durchfloss, konnte die Batterie nicht schnell genug liefern.
Erst als Ohm seinen eigenen Stromerzeuger baute - ein sogenanntes Thermoelement -, gelangen die Versuche. Die neue Elektrizitätsquelle bestand aus einem hufeisenförmigen Metallbügel aus Wismut, an dessen Enden je ein Kupferstab befestigt war. An den Kupferstäben schloss Ohm die Enden seiner Stromkabel an. Strom floss freilich nur, wenn man eine Spitze des Hufeisens mit Eiswasser kühlte und das andere Ende in kochendes Wasser tauchte.
Grund: Im warmen Metall entsteht ein höherer Druck der freien Elektronen als im kalten - die Elektronen strömen zum kalten Ende hin (Seebeck-Effekt - benannt nach Entdecker Thomas Johann Seeheck.) gleichbleibende Temperaturgefälle dafür, dass die abgegebene Spannung unverändert blieb. So hatte Ohm, der seine Geräte selbst herstellte, für seine gen einheitliche Bedingungen geschaffen.
Und jetzt bestätigte sich auch die Vermutung des Forschers: Durch dicke Drähte lebt mehr Strom als durch dünne; und kurze Kabel leiten eine, größere Strommenge als lange. Dazu kam eine weitere Entdeckung: Nicht jedes Metall leitet den Strom gleich gut - ein Kupferkabel zum Beispiel transportiert mehr als ein gleich langes und gleich dickes Eisenkabel.
Den Wert, wie stark ein Kabel den Strom »bremst«, bezeichnete Ohm als Widerstand.
Die mathematische Formel, die sich daraus ableiten ließ, verdankte der Physiker seiner systematischen Arbeitsweise: Ohm zeichnete alle Messwerte in Protokollen auf und vermerkte dabei auch Längen, Durchmesser und Metallzusammensetzung der benutzten Drähte. Aus den Tabellen, die im Laufe der Jahre immer umfangreicher wurden, ließ sich schließlich ein mathematischer Zusammenhang erkennen und als Formel ausdrücken.
Georg Simon Ohm wusste, daß er eine bahnbrechende Entdeckung gemacht hatte, doch von einem Forschertriumph war keine Rede. Die deutschen Universitäten ignorierten ihn, obwohl er sich um eine Anstellung bemühte. Viele Professoren beschränkten sich darauf, die mathematischen Ableitungen, die Ohm anfertigte, um seinen wissenschaftlichen Anspruch zu begründen, lächerlich zu machen.
Erst viele Jahre später wurden die Arbeiten Ohms gewürdigt - nicht in seinem Heimatland, sondern in England und Italien, wo die Erforschung der Elektrizität anfangs einen höheren Rang einnahm. 1841 verlieh die britische Royal Society dem Entdecker des elektrischen Widerstands die renommierte »Copley-Medaille«. Im Jahr darauf wurde Ohm zum korrespondierenden Mitglied der Gesellschaft ernannt. Im gleichen Jahr nahm ihn nach die Königliche Akademie von Turin als Ehrenmitglied auf. Erst 1849, fünf Jahre vor seinem Tod, wurde Georg Simon Ohm Professor an der Universität München.
Die höchste Auszeichnung, die es für einen Wissenschaftler geben kann, sollte Georg Simon Ohm jedoch nicht mehr erleben.
Beim ersten »Elektrischen Weltkongreß« - er fand 1881 in Paris statt - wurde die Maßeinheit für den elektrischen Widerstand nach ihrem Entdecker benannt und machte seinen Namen damit unsterblich: Ohm.

Ohms Drehwaage, mit der er den Stromfluss in Drähten messen und daraus ihren Widerstand bestimmen konnte Zur Stromerzeugung diente ein hufeisenförmiges Thermoelement aus Wismut, an dessen Schenkeln Kupferstäbe befestigt warmen. Tauchte man das eine Ende (a) in ein Gefäß mit Eiswasser, das andere (b) in kochendes Wasser, lieferte der Metallbügel eine konstante Saumspannung. Zwei Becher mit flüssigem Quecksilber (c d) dienten als elektrische Schalter. Durch den gespannten Draht (e) wurde der Strom geleitet Über dem Draht war in einem Glaszylinder eine Magnetnadel (f) aufgehängt.
Vor der Messung wurde die Waage so ausgerichtet; dass Draht und Magnetnadel genau in Nord-Süd Richtung zeigten. Je mehr Strom durch den Draht geschickt wurde, um so stärker wurde die Magnetnadel aus der Nord-Süd-Richtung abgelenkt. Mit einer Justiereinrichtung (g) oben am Gerät wurde dann der Ausschlag der Nadel zurückgestellt. An einer Skala ließ sich die Ablenkung, die Ohm als Maß für die Strommenge nahm, ablesen.

Ernst Deissinger in Peter Moosleitner Interessantes Magazin Heft 2/1992 S. 86

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