WIDERSTAND
WIDERSTANDSWERT
WIRKWIDERSTAND METALLISCHER WERKSTOFFE

Woran denken sie wenn sie "Widerstand" hören. Widerstand leisten, sich widersetzen. Das ist immer auch mit Arbeit verbunden. Wir reden jetzt vom elektrischen Widerstand. Wer widersetzt sich hier wem? Im Versuch können wir feststellen, dass, wenn wir an die Klemmen einer Spannungsquelle einen Draht anschließen, der sich einstellende Strom von der Länge dieses Drahtes, vom Querschnitt und vom Material aus dem der Draht besteht, abhängig ist. Der sich ergebende Quotient aus Spannung und Strom wird elektrischer Widerstand genannt. Damit ist aber noch nicht die Frage beantwortet wer widersetzt sich wem und warum wird der Draht warm oder sogar heiß? Am einfachsten verstehen sie das Problem wenn sie sich einen Gehsteig vorstellen der von vielen Menschen begangen wird und auf dem sie, weil sie von Eile getrieben sind, in einer bestimmten Richtung laufen wollen. Sie können immer nur sehr kurze Wegstücke laufen. Ständig laufen sie an irgend jemand an. Sie werden einfach nicht schneller. Je mehr andere Menschen unterwegs sind, je größer das Gewühl ist, umso kürzer sind ihre freien Weglängen welche sie im Slalom zurücklegen können. Den freien Elektronen geht es im metallischen Leiter genau so. Sie springen beschleunigt vom el. Feld (Spannung)  – im Zickzack – von Atom zu Atom, geben jedem Atom ihre Bewegungsenergie ab und bringen so das ganze Gefüge in Bewegung. Der Draht wird warm. Wäre das nicht der Fall würden die Elektronen immer schneller werden je länger der Draht ist. Das ist z. B. im Vakuum der Fall. Die Driftgeschwindigkeit ist jedoch über die ganze Länge des Drahtes konstant. Leiterwerkstoffe leiten sowohl Strom als auch Wärme gut.

Ladungsträger, welche nicht fest an ein Atom oder an einen Atomverband gebunden sind, werden freie Ladungsträger genannt. Freie Ladungsträger können Ladungen transportieren. Die Ladungsträger sind frei aber nicht ungehindert frei beweglich. Die Ladungsträger werden, wenn sie sich unter dem Einfluss einer elektrischen Kraft in einer Vorzugsrichtung durch den Leiter bewegen, durch diesen in ihrer Bewegung behindert. Dem Stromfluss wird Widerstand entgegengesetzt. Diese Eigenschaft wird elektrischer Widerstand oder kurz Widerstand genannt. Der Widerstand eines Leiters ist umso größer, je mehr die Ladungsträger in ihrer Bewegung behindert werden.

Die freien Elektronen werden durch das auf Grund der anliegenden Spannung im Leiter vorhandene el. Feld E beschleunigt. Sie stoßen ständig mit den im Leiter im festen Atomgefüge vorhandenen, unbeweglichen,  positiv geladenen Rumpfatomen zusammen. Dies bewirkt dass die sich ergebende Driftgeschwindigkeit v_Dr sehr klein aber konstant ist und dass durch die Zusammenstöße die Rumpfatome um ihre Ruhelage zu schwingen beginnen. Es wird Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Diese ist meisten unerwünscht.

Die bewegten Ladungsträger haben kinetische Energie welche teilweise an die Atome des Leiters abgegeben wird. In Folge kommt es zur Erwärmung des Leiters. Solche Widerstände werden Wirkwiderstände genannt.

Am Wirkwiderstand wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt.

Der Widerstand ist ein Maß für die Anzahl und die Beweglichkeit der  Ladungsträger in einem Werkstoff.

Der elektrische Widerstand von metallischen Leitern ist bei gleichbleibender Temperatur konstant. Er ist innerhalb physikalischer Grenzen weder spannungs- noch stromabhängig. Diese Widerstände werden als Ohmsche Widerstände bezeichnet. Bei Ohmschen Widerständen ergibt sich der Widerstandswert  als Quotient  aus Spannung und Strom.

Das Formelzeichen des Wirkwiderstandes ist R.
Die Einheit des Widerstandes ist Ohm (Ω). Es gilt: 1Ω = 1V / 1A.

Laut Gesetz über Einheiten im Messwesen ist definiert:

Die abgeleitete Einheit des elektrischen Widerstands ist das Ohm (Einheitenzeichen: Ω). 1 Ohm ist gleich dem elektrischen Widerstand zwischen zwei Punkten eines fadenförmigen, homogenen und gleichmäßig temperierten metallischen Leiters, durch den bei der elektrischen Spannung 1V zwischen den beiden Punkten ein zeitlich unveränderlicher Strom der Stärke 1A fließt.

In einem elektrischen Stromkreis werden Bauelemente mit einem bestimmten Widerstandswert verwendet. Diese Bauelemente werden als Widerstände bezeichnet. In der Literatur werden Widerstandsbauelemente häufig auch als „Schaltwiderstände“ bezeichnet. Zur besseren Unterscheidung der Begriffe hält man sich an folgende Sprachregelung:

Widerstände sind Bauelemente mit einem bestimmten Widerstandswert.         
Beispiel: Der Widerstand R hat einen Widerstandswert von 470Ω (R = 470Ω).

Seit 1990 dient als Standard des Widerstandes für Präzisionsmessungen die Von-Klitzing-Konstante mit R_K–90 = 25812,807Ω (Quanten-Hall-Effekt).