Physik

Bauteil-Lexikon

53 Bauteile.

Widerstand

Begrenzt den Strom und setzt dabei elektrische Energie in Wärme um; bei einem ohmschen Widerstand ist der Strom proportional zur Spannung.

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Gruppe
Widerstände
Kennbuchstabe
R
Kenngröße
RR elektrischer Widerstand
Einheit
Ω (Ohm)

Formeln

  • R=UIR = \frac{U}{I}

    Definition des Widerstands: Spannung UU in V geteilt durch Strom II in A. 1 Ω = 1 V/A.

  • I=URI = \frac{U}{R}

    ohmsches Gesetz nach dem Strom umgestellt: Bei fester Spannung halbiert der doppelte Widerstand den Strom.

  • R=ρ⋅lAR = \rho \cdot \frac{l}{A}

    Widerstand eines Drahts: spezifischer Widerstand ρ\rho, Länge ll, Querschnittsfläche AA. Mit ρ\rho in Ω mm2/m\Omega\,\text{mm}^2/\text{m} setzt man ll in m und AA in mm² ein.

  • P=U⋅I=I2⋅R=U2RP = U \cdot I = I^2 \cdot R = \frac{U^2}{R}

    Leistung in W, die im Widerstand zu Wärme wird. Sie darf die Belastbarkeit des Bauteils nicht überschreiten.

  • Rϑ=R20⋅(1+α⋅Δϑ)R_\vartheta = R_{20} \cdot (1 + \alpha \cdot \Delta\vartheta)

    Temperaturabhängigkeit: R20R_{20} Widerstand bei 20 °C, α\alpha Temperaturkoeffizient (Kupfer: 0,0039 1/K), Δϑ\Delta\vartheta Temperaturänderung in K.

Kennlinie

Eine Kennlinie ist der Graph, der zeigt, wie eine Größe eines Bauteils von einer anderen abhängt.

0246810020406080100U in VI in mA100 Ω200 Ω
  • R = 100 Ω
  • R = 200 Ω

Kennlinien zweier ohmscher Widerstände: Geraden durch den Ursprung. Die steilere Gerade gehört zum kleineren Widerstand, weil bei gleicher Spannung mehr Strom fließt.

Werte als Tabelle

Typische Werte

  • Übliche Werte von 1 Ω bis 10 MΩ, gestuft nach den E-Reihen (Reiter E-Reihen)
  • Vorwiderstand für eine rote LED an 5 V: etwa 150 bis 220 Ω
  • Pull-up-Widerstand an einem Mikrocontroller-Eingang: 4,7 kΩ bis 10 kΩ
  • Belastbarkeit bedrahteter Widerstände: 0,25 W oder 0,6 W; Leistungswiderstände bis über 100 W
  • Toleranz: Kohleschicht ±5 %, Metallschicht ±1 % oder besser

In Reihe und parallel

  • Rges=R1+R2+⋯+RnR_\text{ges} = R_1 + R_2 + \dots + R_n

    Reihenschaltung

  • 1Rges=1R1+1R2+⋯+1Rn\frac{1}{R_\text{ges}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \dots + \frac{1}{R_n}

    Parallelschaltung: Die Kehrwerte (Leitwerte) addieren sich.

  • Rges=R1⋅R2R1+R2R_\text{ges} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1 + R_2}

    zwei Widerstände parallel; zwei gleiche ergeben die Hälfte

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