Ohmische vs. nicht ohmsche Leiter
Elektrizität ist ein Fluss von Elektronen und es gibt einige Substanzen, die keinen Strom durchlassen und die als Nichtleiter bekannt sind. Aber es gibt einige, wie zum Beispiel Metalle, die Strom gut leiten. Auch zwischen diesen Leitern gibt es eine Klassifizierung von ohmschen und nicht ohmschen Leitern. Um die Unterschiede zwischen ohmschen und nicht ohmschen Leitern zu verstehen, müssen wir uns zunächst das Ohmsche Gesetz ansehen.
Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Strom, der durch einen Leiter fließt, proportional zur Spannung ist, sofern andere Faktoren wie die Temperatur unter Kontrolle geh alten werden oder konstant sind. Nun werden die Leiter, die diesem Gesetz gehorchen, ohmsche Leiter genannt, während diejenigen, die diesem Gesetz nicht folgen, nicht ohmsche Leiter genannt werden. Reine Metalle wie Kupfer und Wolfram sind ohmsche Leiter, da sie dem Gesetz vollständig gehorchen. Diese Leiter benötigen einen konstanten Druck und eine konstante Temperatur, um dem Ohmschen Gesetz zu folgen. Ihr Widerstand ändert sich nicht mit dem Strom und bleibt konstant. Die Stromstärke muss jedoch auch gering sein, sonst verlieren sie diese Eigenschaft, ohmsche Leiter zu sein. Dies wird als Erwärmungseffekt bezeichnet.
In Metallen gibt es freie Elektronen, die für den Stromtransport verantwortlich sind. Diese freien Elektronen vibrieren und kollidieren oft miteinander und auch mit Elektronen benachbarter Atome, wodurch kinetische Energie freigesetzt wird. Wenn diese Energie als Wärme verloren geht, wird den Elektronen der Durchgang erschwert und der Widerstand des Metalls steigt mit steigender Temperatur. Dies ist der Fall, wenn der Leiter ein nicht ohmscher Leiter wird. Zum Beispiel ist Wolfram, das in einer Glühlampe verwendet wird, ein ohmscher Leiter und ermöglicht den Durchgang von Strom, wird aber zu einem nicht ohmschen Leiter, wenn seine Temperatur ansteigt und es zu glühen beginnt.
In Kürze:
• Leiter, die dem Ohmschen Gesetz gehorchen, werden ohmsche Leiter genannt, während solche, die dem Ohmschen Gesetz nicht gehorchen, nicht ohmsche Leiter genannt werden.
• Stromstärke bleibt unverändert, wenn Strom oder Spannung in ohmschen Leitern umgekehrt werden; bei nicht ohmschen Leitern ändert sich die Größe.
• Bei ohmschen Leitern ist der Strom proportional zur Spannung, während dies bei nicht ohmschen Leitern nicht der Fall ist
• Bei ohmschen Leitern beeinflusst die Temperatur Strom und Widerstand, während bei nicht ohmschen Leitern verschiedene Faktoren Strom und Widerstand beeinflussen.
