passive Bauteile

Widerstand

Bewertung:  / 9
SchwachSuper 

Wenn wir hier von "Widerständen" reden, meinen wir natürlich den elektrischen Widerstand. Man kann leicht vermuten, welchen Einfluss ein Widerstand auf eine elektronische Schaltung haben mag. Er begrenzt letzlich den Strom. Dabei kann er sich, je nach Energiemenge, auch erwärmen, oder sogar zerstört werden. Mit Widerständen können auch Spannungen aufgeteilt werden (Stichwort Spannungsteiler).

Ein Widerstand ist ein sog. passives Bauteil. Das bedeutet, dass dieses Bauteil keine verstärkende und steuernde Wirkung eines Signales hat.

Widerstände gibt es in den verschiedensten Bauformen und Materialien, in aller Regel sind Leistungen (Verlustleistungen) bis zu 5W anzutreffen. Vereinzelt werden auch höher belastbare Widerstände angeboten. Für elektronische Schaltungen werden meist 1/4 Watt Typen verwendet, und zwar die sog. "Kohleschichtwiderstände".

Den (maximalen) Stromfluss in einer elektrischen Schaltung kann man wie folgt berechnen;

.....Spannung (Formelzeichen U für lat. ugure, in Volt)

.....durch den

.....Widerstand (Formelzeichen R für engl. Resistor, in Ohm)

.....teilen.

Das Ergebnis der Berechnung ist der Strom (Formelzeichen I für Intensität, in Ampere).

Formel: I = U / R (Strom durch den Widerstand ( = Spannung durch Widerstandswert).

Wenn nun ein Strom durch einen elektrischen Widerstand fliesst, dann liegt ja - je nach Stromflussmenge - auch eine gewisse Spannung an diesen Widerstand an. Beides - Strom und Spannung - miteinander multipliziert ergibt die

.....Leistung (Formelzeichen P für engl. Power, in Watt).

Bei diesen Werten / Berechnungen (Widerstand, Spannung, Strom, Leistung) handelt es sich um die Grundlagen des sog. "Ohmschen Gesetzes", welches eben diese Zusammenhänge beschreibt.

Doch was ist nun eigentlich ein Widerstand? Nun, jeder elektrische Leiter hat einen Widerstand, und ist damit ein Widerstand. Manche Leiter sind extrem niederohmig. Durch diese Leiter kann also ein sehr großer Strom fliessen, ohne dass der Leiter (letztlich der Widerstand) "kaputt" geht. Andere Leiter sind sog. Halbleiter, sie sind also "mittelmässig" niederohmig. Wieder andere Leiter sind hochohmig, und damit "echte" Widerstände im herkömmlichen Sinne. Sie werden daher auch als Widerstände (das bekannte Bauteil der Elektronik mit zwei Anschlussbeinchen) angeboten.

Denn nur diese Widerstände, die auch als Widerstände angeboten werden, sollen dem Strom ja einen "Widerstand" entgegensetzen, den Strom also begrenzen, oder die Spannung aufteilen. Bei Leitern (Kabeln, Leiterbahnen usw.) ist diese Eigenschaft (den Strom zu begrenzen, also einen Widerstandswert zu haben) gar nicht gewünscht.

Der Widerstandswert eines Leiters kann sehr unterschiedlich ausfallen und wird über den "Leitwert" beschrieben. Achtung, der Leitwert ist der "Kehrwert" des Widerstandswertes. Ein Leiter mit einem hohen Leitwert hat somit einen niedrigen Widerstandswert, und somit ist dieser Leiter besonders leitfähig, also gut leitent!

Den Leitwert eines Widerstandes kann man berechnen, indem man....

.....den Kehrwert des Widerstandswertes ausrechnet (1/x)

.....also...

.....1 / Widerstandswert....

......ist der Leitwert (G für..., in S für Siemens)

G = 1 / R.

Zurück zum Widerstandswert: Widerstände dieser (Bau)art verhalten sich unabhängig davon, ob sie in einer Wechselspannung (was eher selten vorkommt) oder in einer Gleichspannungsschaltung betrieben werden immer gleich. Die anzuwendenden Gesetze bzw. Formeln zur Berechnung von Spannung, Strom, Widerstand und Leistung (das sog. "Ohmsche Gesetz") sind immer die Gleichen.

Leistung: Bei Wechselspannung muss man freilich bedenken, dass die Werte mal sog. "Effektivwerte" sind, oder auch "Spitzenwerte" oder auch "Peakwerte" genannt, sind. Ein "Effektivwert" in einer Wechselspannungschaltung ist gleichzusetzen mit dem entsprechenden Wert in einer Gleichspannungsschaltung. 230 V Wechselspannung (AC, alternating Current) ist eine Effektivwertspannung. Um die gleiche Leistung mit Gleichspannung (DC, direct Current) erzeugen zu können, benötigt man ca. 1,4 x so viel Gleichspannung, also rund 320 V DC.

Jeder Widerstand "verträgt" nur eine "gewisse" Leistung. Bei den kleinen Widerständen, die wir aus der Elektronik kennen, ist das meistens 1/4 Watt, also 0,25 Watt. Die Multiplikation aus Spannung und Strom, die an diesem Widerstand anliegt, bzw. durch ihn hindurchfließt darf also nicht größer sein, als der max. zulässige Leistungswert (in diesem Beispiel 1/4 Watt, also 0,25 Watt).

aktuell kein Bild
Bild oben: der Prinzipaufbau Bild oben: Bauformen Bild oben: Schaltzeichen und Farbcode

Rechts sehen Sie ein paar gängige Widerstände. Die Farbringe auf den Widerständen geben Aufschluss über seinen Widerstandswert. Dabei ist darauf zu achten, dass man von der "richtigen" Seite aus beginnt zu lesen. Rechts ist normalerweise ein goldener oder ein silbener Farbstreifen. In aller Regel aber ist der letzte, also rechte, Farbring mit einem etwas größeren Abstand markiert.

Der erste Ring stellt eine Zahl von 1 bis 9 dar.

Der zweite Ring ebenfalls eine Zahl, allerdings von 0 bis 9.

Der dritte Ring ist der Multiplikator (dazu gleich mehr).

Der vierte Ring definiert die Toleranz eines Widerstandes.

Die Farben Braun, Grün, Orange, Silber bedeuten also;

1....5....und 3 Nullen (also mal 1000), macht also 15000 Ohm, also 15 kOhm (Kiloohm), und dieser Widerstand hat eine Toleranz von 10%, kann also von 13,5 kOhm bis 16,5 kOhm reichen.

Weiter möchte ich dieses Thema "Widerstand" hier nicht vertiefen.