Definitie
De Duitse natuurkundige Georg Simon Ohm publiceerde de naar hem genoemde wet in 1827. Hij toonde experimenteel aan dat de stroom door een metalen draad recht evenredig is met de spanning die erover staat, mits de temperatuur constant blijft. De evenredigheidsconstante is de elektrische weerstand R.
Voor een ohmse geleider is de verhouding tussen spanning en stroom een constante: die constante is de weerstand.
De formule
- U
- spanning over de geleider, in volt (V)
- I
- stroom door de geleider, in ampère (A)
- R
- weerstand, in ohm (Ω)
Uit deze formule volgen twee handige herschikkingen:
- I = U / R — om de stroom te berekenen als spanning en weerstand bekend zijn.
- R = U / I — om de weerstand te berekenen uit een gemeten spanning en stroom.
Voorbeelden
- Lampje op een batterij. Een lampje met weerstand 20 Ω aangesloten op een batterij van 6 V: I = 6 / 20 = 0,3 A. Er loopt dus 300 mA stroom.
- Verwarmingselement. Een waterkoker werkt op 230 V en heeft een weerstand van ongeveer 25 Ω: I = 230 / 25 ≈ 9,2 A. Het bijbehorende vermogen is P = U · I ≈ 2100 W.
- Stopcontact en mens. Een droge mens heeft een huidweerstand van ~100 kΩ. Aan 230 V loopt dan ongeveer 2,3 mA — onaangenaam maar zelden dodelijk. Bij natte huid kan de weerstand dalen tot 1 kΩ; dan loopt er 230 mA, wat levensgevaarlijk is.
Serie- en parallelschakeling
| Schakeling | Formule | Werking |
|---|---|---|
| Serie | Rtot = R₁ + R₂ + ... | De stroom loopt door alle weerstanden — totale weerstand stijgt. |
| Parallel | 1 / Rtot = 1 / R₁ + 1 / R₂ + ... | De stroom splitst zich — totale weerstand is altijd kleiner dan de kleinste. |
Grenzen van de wet
De wet van Ohm is geen fundamentele natuurwet zoals de wetten van Newton — ze is een goede benadering voor metalen bij constante temperatuur. Voor andere materialen geldt:
- Gloeilampen — als de wolfraamdraad opwarmt, neemt de weerstand toe. Het verband tussen U en I is niet meer lineair.
- Halfgeleiders en dioden — laten stroom maar in één richting door en niet evenredig met de spanning.
- Supergeleiders — bij zeer lage temperatuur valt de weerstand tot exact nul. Ontdekt door Heike Kamerlingh Onnes in 1911.
Verband met vermogen
Het elektrisch vermogen dat een component dissipeert volgt uit:
De drie varianten zijn gelijkwaardig — kies degene waar je U, I of R van weet. Voor een verwarmingselement van 2000 W op 230 V loopt 2000 / 230 ≈ 8,7 A.
Verwante begrippen
- Elektromagnetisme — subpillar
- Elektron — drager van elektrische stroom
- Ion — geladen deeltje, ook stroomdrager in oplossingen
- Watt — eenheid van vermogen
- Joule — eenheid van energie
Veelgestelde vragen
Wat is de wet van Ohm in één regel?
De stroom door een geleider is evenredig met de aangelegde spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand: U = I · R.
Wat is de eenheid van weerstand?
De ohm (Ω), vernoemd naar Georg Simon Ohm. Eén ohm is de weerstand waarbij een spanning van één volt een stroom van één ampère oplevert.
Geldt de wet van Ohm altijd?
Nee. De wet geldt voor "ohmse" materialen — vooral metalen bij constante temperatuur. Voor gloeilampen, halfgeleiders en dioden is het verband niet-lineair.
Wat gebeurt er bij een kortsluiting?
Bij kortsluiting wordt de weerstand zeer klein (een paar milliohm). Volgens I = U / R wordt de stroom dan extreem groot, wat de draden snel opwarmt en brand kan veroorzaken. Daarom zit er een zekering in elk circuit.