Widerstände im Detail: Funktionen und Anwendungen

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Was ist ein Widerstand?

Ein Widerstand ist eine Art elektrisches Bauteil mit einem festgelegten Widerstand. Der Widerstand ist ein Maß dafür, wie schwierig es für den Strom ist, durch eine Substanz zu fließen. Je höher der Widerstand ist, desto schwieriger ist es für den Strom, zu fließen. Metall oder Kohlenstoff sind häufig verwendete leitfähige Materialien zur Herstellung von Widerständen. Materialzusammensetzung, Länge und Querschnittsfläche eines Widerstands beeinflussen seinen Widerstand.

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Ist eine Glühbirne ein Widerstand?

Im herkömmlichen Sinne ist eine Glühbirne kein Widerstand. Sie ist eine Maschine, die elektrische Energie in Licht umwandelt. Dennoch gibt es in Glühbirnen einen Widerstand, und dieser Widerstand wird genutzt, um die Helligkeit der Glühbirne zu regulieren.

Verschiedene Arten von Widerständen

Es gibt viele verschiedene Arten von Widerständen, jeder mit seinen einzigartigen Eigenschaften. Zu den gängigsten Widerstandsarten gehören:

Widerstände mit Kohlenstoffzusammensetzung: Zur Herstellung dieser Widerstände wird eine Kombination aus Kohlenstoff und anderen Materialien verwendet. Sie sind einfacher herzustellen und preiswert, aber ihre Toleranz ist geringer als bei anderen Widerstandsarten.
Dünnschichtwiderstände: Zur Herstellung dieser Widerstände wird eine dünne Metallschicht auf ein Keramiksubstrat aufgebracht. Im Vergleich zu Kohleschichtwiderständen sind sie weniger anfällig für Wertänderungen im Laufe der Zeit und haben eine höhere Toleranz.
Metallschichtwiderstände: Metallschichtwiderstände bestehen aus einer dünnen Metallschicht, die auf einem Keramiksubstrat aufgebracht wurde. Im Vergleich zu Kohleschichtwiderständen sind sie weniger anfällig für Wertänderungen im Laufe der Zeit und haben eine höhere Toleranz.
Drahtwiderstände: Zur Herstellung dieser Widerstände wird ein Draht um einen Keramikkern gewickelt. Sie haben eine sehr geringe Toleranz und können hohen Leistungspegeln standhalten.
Variable Widerstände: Diese Widerstände werden auch als Potentiometer bezeichnet und ermöglichen die Einstellung des Widerstands. Sie werden häufig in Lautstärkereglern und anderen Einstellungen verwendet, bei denen der Widerstand des Schaltkreises eingestellt werden muss.

Video zu Widerständen

Wie funktionieren Widerstände?

Wenn eine Spannung an einen Widerstand angelegt wird, fließt Strom durch den Widerstand. Die Menge des fließenden Stroms hängt vom Widerstand des Widerstands und der angelegten Spannung ab. Die folgende Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen Spannung, Strom und Widerstand: V = IR Wobei:

V ist die Spannung in Volt (V)
I bin der Strom in Ampere (A)
R ist der Widerstand in Ohm (Ω)

Die Bedeutung von Widerständen in elektronischen Schaltkreisen

Widerstände sind wesentliche Komponenten in elektronischen Schaltkreisen. Sie werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, darunter:

Steuerung des Stromflusses: Die Strommenge, die durch einen Schaltkreis fließt, kann mithilfe von Widerständen gesteuert werden. Anwendungen wie das Verringern der Helligkeit von LEDs oder das Regeln der Drehzahl eines Motors können davon profitieren.
Spannungsteilung: Widerstände sind ein nützliches Werkzeug, um Spannung in kleinere Portionen aufzuteilen. Dies ist hilfreich für Anwendungen wie das Dimmen einer LED-Anzeige auf unterschiedliche Stufen oder das Betreiben mehrerer Geräte von einer Quelle aus.
Filter erstellen: Mit Widerständen können Filter erstellt werden, die bestimmte Frequenzen durchlassen oder blockieren. Anwendungen wie die Rauschunterdrückung in Schaltkreisen und das Anpassen des Klangprofils eines Audioverstärkers können davon profitieren.

Das Symbol für einen Widerstand

Das folgende Bild zeigt das Symbol für einen festen Widerstand:

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Der Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung von Widerständen ist die Summe ihrer Widerstände. Der Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung von Widerständen ist geringer als der Widerstand jedes einzelnen Widerstands.

Wie verwendet man Widerstände in Schaltkreisen?

Bestimmen Sie den Widerstandswert: Bestimmen Sie den idealen Widerstandswert, den Ihr Schaltkreis benötigt. Diese Zahl, die üblicherweise in Ohm (Ω) ausgedrückt wird, gibt an, wie viel Strom durch den Widerstand fließt.
Wählen Sie den geeigneten Widerstand: Wählen Sie einen Widerstand, dessen Widerstandswert Ihren Anforderungen entspricht. Verschiedene Arten von Widerständen, darunter Draht-, Metallfilm- und Kohlefilmwiderstände, haben unterschiedliche Nennleistungen und Toleranzen. Stellen Sie sicher, dass der von Ihnen gewählte Widerstand die Spannungs- und Leistungsableitungsanforderungen Ihres Schaltkreises erfüllen kann.
Widerstand in Reihe oder parallel anschließen: Der Widerstand sollte je nach Schaltungsdesign entweder in Reihe oder parallel mit anderen Komponenten verbunden werden. Bei Parallelschaltung hat der Widerstand einen gemeinsamen Anschlusspunkt mit anderen Komponenten, bei Reihenschaltung ist er jedoch in Reihe mit anderen Komponenten verbunden.
Leistungsverlust berechnen: Um sicherzustellen, dass der Widerstand der erzeugten Wärme standhält, ermitteln Sie, wie viel Leistung er abgibt. Die Formel P = I^2 * R, wobei P die Leistung in Watt, I der Strom in Ampere und R der Widerstand in Ohm ist, wird zur Berechnung der Leistungsverlust verwendet.
Farbcodes von Widerständen lesen: Um den Widerstandswert eines Durchgangslochwiderstands zu ermitteln, lesen Sie die Farbbänder auf dem Widerstandskörper. Die Farbcodetabelle, die online oder in elektronischen Nachschlagewerken zu finden ist, gibt für jede Farbe eine bestimmte Ziffer oder einen Multiplikator an.
Löten oder verbinden Sie den Widerstand: Löten Sie die Widerstandsleitungen an die richtigen Stellen auf der Platine, wenn Sie Durchgangslochwiderstände verwenden. Verwenden Sie zum Verbinden von oberflächenmontierten Widerständen Lötpaste, ein Reflow-Verfahren oder einen Lötkolben.
Testen und überprüfen: Stellen Sie sicher, dass die Schaltung wie vorgesehen funktioniert, indem Sie sie testen, nachdem der Widerstand angeschlossen wurde. Überprüfen Sie, ob die Spannung über dem Widerstand und der durch ihn fließende Strom Ihren Konstruktionsspezifikationen entsprechen, indem Sie sie mit einem Multimeter messen.

Denken Sie daran, Widerstände mit Vorsicht zu behandeln, da sie empfindlich auf Hitze und übermäßigen Strom reagieren. Sie können Widerstände erfolgreich in Ihren Schaltungen verwenden, um den Stromfluss zu steuern und die gewünschten elektrischen Eigenschaften zu erhalten, indem Sie diese Schritte befolgen.

Anwendungen von Widerständen

Widerstände werden in einer Vielzahl praktischer Anwendungen eingesetzt, darunter:

Beleuchtung: Bei LEDs und anderen lichtemittierenden Geräten wird der Stromfluss durch Widerstände begrenzt. Dadurch wird verhindert, dass die Geräte überhitzen und durchbrennen.
Motoren: Die Geschwindigkeit von Motoren wird durch Widerstände gesteuert. Sie können den Widerstand anpassen, um die Strommenge zu ändern, die durch den Motor fließt, wodurch die Motorgeschwindigkeit angepasst wird.
Stromversorgungen: Zur Steuerung der Ausgangsspannung werden in Stromversorgungen Widerstände verwendet. Dies trägt zu einer gleichmäßigen und zuverlässigen Spannungsausgabe bei.
Audioverstärker: Um ein bestimmtes Klangprofil zu erzeugen, werden in Audioverstärkern Widerstände verwendet. Sie können den Frequenzgang und andere Funktionen des Verstärkers ändern, indem Sie den Widerstand ändern.
Kommunikationssysteme: Widerstände werden in Kommunikationssystemen verwendet, um Rauschen zu filtern und die Signalintegrität zu verbessern.

Fazit

Es gibt viele verschiedene Größen und Arten von Widerständen, und jeder hat seine eigenen besonderen Eigenschaften. Die besonderen Anforderungen der Schaltung bestimmen, welche Art von Widerstand für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist. Sie können Widerstände verwenden, um elektronische Schaltungen zu entwerfen und zu konstruieren, die Ihren Anforderungen entsprechen, wenn Sie die Grundlagen von Widerständen und deren Verwendung verstehen.

Häufig gestellte Fragen zu Widerständen

Sind Widerstände gerichtet? Nein, Widerstände haben keine Richtung. Sie lassen beide Stromflussrichtungen zu. Wie tauscht man einen Gebläsemotorwiderstand aus? Um einen Gebläsemotorwiderstand auszutauschen, müssen Sie diese Schritte befolgen:

Schalten Sie den Strom für den Gebläsemotor ab.
Nehmen Sie den Gebläsemotorwiderstand des Fahrzeugs heraus.
Setzen Sie den neuen Widerstand für den Gebläsemotor ein.
Schließen Sie die Stromversorgung des Gebläsemotors wieder an.

Wo befindet sich ein Gebläsemotorwiderstand in Fahrzeugen? Der Gebläsemotorwiderstand in einem Fahrzeug befindet sich normalerweise in der Nähe des Gebläses. Er ist oft an der Brandschutzwand oder an der Unterseite des Armaturenbretts montiert.