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Widerstände sind sowohl die einfachsten wie auch wichtigsten Bauelemente der Elektronik.


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Widerstände

Widerstände dienen dazu einen bestimmten Strom einzustellen.

Attention >

Interessant sind NTC-Widerstände und PTC-Widerstände

Symbol

Widerstand_Symbol.png
Bild 1: Symbol eines Widerstands

Gehäuse

Widerstand_Bauformen.png
Bild 2: Verschiedene Widerstände und Bauformen

Links liegen einige Widerstände der Bauform 207. Der 4,7Ω Widerstand hat die Bauform 0414.

Bauform Länge Durchmesser maximale Leistung
Kohleschicht
maximale Leistung
Metallfilm
207 6,6mm 2,5mm 0,25W 0,6W
0414 11,9mm 4,5mm 0,6W 1W

Manchmal können die Leistungen höher sein, wenn im Datenblatt angegeben.

Wirkung

Widerstand_Spannung.png
Bild 3: Spannung und Strom an einem Widerstand

Der Strom I durch einen Widerstand R hängt von der Spannung U am Widerstand ab (Siehe auch Widerstand, Strom und Spannung (Ohm)):

   I = U / R
   U = I * R
   R = U / I

Die Leistung P am Widerstand ist

   P = U * I
   P = U * U / R
   P = I * I * R

Widerstände mit dieser (einfachen) Eigenschaft werden als ohmsche Widerstände bezeichnet.

Kennlinie

Widerstands-Kennlinie-negativ.png
Bild 4: Kennlinie eines Widerstands

Die Kennlinie eines Widerstands ist eine Gerade.

Attention work Mit dem Tool Ohm
kann der Zusammenhang zwischen Strom, Spannung, Widerstand und Leistung berechnet werden. Es beherrscht auch die E-Reihen der verfügbaren Werte.

Widerstandswerte

Widerstände werden in Ohm Ω gemessen.
1000Ω sind ein Kilo-Ohm 1kΩ,
eine Million Ohm, 1000000Ω sind ein Mega-Ohm, 1MΩ.

Im Handel gibt nicht beliebige Widerstandswerte.

Die lieferbaren werden in sogenannte E-Reihen eingeteilt.

E24 E12 E6
1.0 1.0 1.0
1.1
1.2 1.2
1.3
1.5 1.5 1.5
1.6
1.8 1.8
2.0
2.2 2.2 2.2
2.4
2.7 2.7
3.0
3.3 3.3 3.3
3.6
3.9 3.9
4.3
4.7 4.7 4.7
5.1
5.6 5.6
6.2
6.8 6.8 6.8
7.5
8.2 8.2
9.1

Die E24 Reihe enthält 24 Werte.

Es gibt noch die E48-Reihe und die E96-Reihe

Meistens wird die E24-Reihe für Kohleschichtwiderstände mit 5% Toleranz und
die E96-Reihe für Metallschichtwiderstände mit 1% Toleranz verwendet.

  • Die lieferbaren Werte sind Werte W aus der obigen Tabelle und
  • W * 10,
  • W * 100,
  • W* 1k,
  • W * 10k,
  • W * 100k,
  • W * 1M,
  • W * 10M
  • k = Kilo,
  • M = Mega

Das Tool E-Reihen kann Werte aus einer E-Reihe auswählen.

Kennzeichnung von Widerständen

Bedrahtete Widerstände werden mit einem Farbcode bezeichnet. SMD-Widerstände gar nicht oder mit einer Folge von 3 oder 4 Ziffern. Die Farben bedrahteter Widerstände codieren Ziffern.

Das Prinzip ist bei beiden das selbe. Die ersten Ziffern geben eine Zahl und die letzte wie viel Nullen anzuhängen sind.

Beispiel:

473 entspricht 47 000 = 47kΩ (Die Farben sind gelb - violett - orange)

Der Farbcode von Widerständen kann einfach berechnet werden.

Regeln

  • Widerstände werden durch einen Farbcode gekennzeichnet
  • Die standardmäßig eingesetzte Bauform von Widerständen kann mit maximal 0,25W (Kohle) oder 0,6W (Metall) belastet werden.
  • Die Leistung am Widerstand (P = U * I ) darf nicht höher sein als die maximale Leistung der Bauform des Widerstands.
  • bei 5V können Widerstände von 100Ω oder größer mit 0,25W, (47Ω mit 0,6W) eingesetzt werden.

Beispiel

Widerstand_Spannungsteiler.png
Bild 5: Spannungsteiler aus zwei Widerständen

Mit zwei Widerständen kann man eine Spannung teilen:

U2   = U1 * ( R2 / R1 )
U2   = Uges * ( R2 / ( R1 + R2 ) )
Uges = U1 + U2
Attention work

Das Tool Spannungsteiler berechnet die Widerstände eines Spannungsteilers und kann Werte aus E-Reihen auswählen.

Bauformen

Die wichtigsten Bauformen sind

  • Drahtwiderstände

Widerstandsdraht ist auf einen meistens keramischen Widerstandskörper aufgewickelt.

  • Oberfläche meistens Keramik, meistens mit Aufdruck des Wertes
  • Meistens für hohe Lasten
  • Genauigkeit ab 0,1%, meistens 10%
  • In Bild 2 rechts
  • Kohleschichtwiderstände

Eine aufgedampfte Kohleschicht auf einem keramischen Widerstandskörper mit eingefrästen Rillen.

  • Oberfläche lackiert, meistens mit Farbringen
  • Sehr preisgünstig für kleine Leistung
  • Genauigkeit 5% bis 10%
  • In Bild 2 links die gelben Widerstände
  • Metallschichtwiderstände

Eine aufgedampfte Metallschicht auf einem keramischen Widerstandskörper mit eingefrästen Rillen.

  • Oberfläche lackiert, meistens mit Farbringen
  • Preisgünstig für kleine Leistung
  • Genauigkeit ab 0,1%, meistens 1%
  • In Bild 2 links die blauen Widerstände

Bedrahtete Gehäuse

Die folgenden Werte sind Richtwerte. Die tatsächlichen Werte können abweichen.

Gehäuse Maße l x ∅ max Leistung / W max Leistung
Kohleschicht Metallschicht
0204 3,6 x 1,9 mm² 0,1W 0,4W
0207 6,6 x 2,5 mm² 0,25W 0,6W
0309 9,0 x 3,2 mm² 0,4W
0411 9,9 x 3,6 mm² 0,5W
0414 11,9 x 4,5 mm² 0,6W 1,0W
0516 15,5 x 5,0 mm²
0614 14,3 x 5,7 mm²
0617 17,0 x 6,0 mm² 0,7W 2,0W
0918 18,0 x 9,0 mm²

SMD Gehäuse

Widerstände werden natürlich auch in SMD-Gehäusen angeboten.

Gehäuse Maße l x b x h max Leistung
0402 1,00 x 0,50 x 0,35 mm³ 0,063W
0603 1,60 x 0,80 x 0,45 mm³ 0,1W
0805 2,00 x 2,25 x 0,55 mm³ 0,125W
1206 3,10 x 1,55 x 0,55 mm³ 0,25W
2010 5,08 x 2,54 x 0,55 mm³ 0,75W
2512 6,35 x 3,20 x 0,55 mm³ 1W

Auswahl von SMD-Gehäusen für Widerstände

SMD-Widerstand-Top-3D.png
Bild 4: 3-D-Darstellung eines Bord mit SMD-Widerständen
R1 0402
R2 0603
R3 0805
R4 2010