Widerstände gehören zu den häufigsten Elementen elektronischer Schaltungen. Sie sind passive Komponenten, die dem Strom entgegenwirken und einen bestimmten Widerstand einstellen können. Unabhängig von ihrer Einfachheit werden sie in vielen Anwendungen benötigt, bei denen eine Überwachung oder Strombegrenzung erforderlich ist.
Einer der Hauptparameter eines Widerstands ist sein Widerstand, der in Ohm gemessen wird. Widerstände können unterschiedliche Widerstandswerte haben, und diese Werte beeinflussen die elektrischen Eigenschaften der Schaltung. Je größer der Widerstandswert ist, desto stärker wird der Strom begrenzt. Der Widerstand eines Widerstands kann entweder fest oder variabel sein - abhängig von seiner Konstruktion und seinem Zweck.
Es gibt zwei Haupttypen von Widerständen: positive Temperaturwiderstände (PTS) und negative Temperaturwiderstände (PTS). Die Unterschiede zwischen den beiden bestehen in Abhängigkeit vom Widerstand des Widerstands von der Änderung der Umgebungstemperatur.
PTS-Widerstände haben einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten. Dies bedeutet, dass ihr Widerstand bei steigender Temperatur zunimmt. Solche Widerstände werden normalerweise verwendet, um andere Schaltungselemente vor Beschädigungen oder Überlastungen zu schützen, die durch einen Temperaturanstieg verursacht werden. Ihre Verwendung kann jedoch in einigen Anwendungen eingeschränkt sein, bei denen ein genauer und stabiler Widerstandswert erforderlich ist.
OTS-Widerstände haben dagegen einen negativen Temperaturwiderstandskoeffizienten. Ihr Widerstand nimmt mit steigender Temperatur ab. Aufgrund dieser Eigenschaft werden OTS-Widerstände häufig in Kompensationsschaltungen verwendet, bei denen ein genauer Widerstandswert eingestellt werden muss, der unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur ist.
Abschnitt 1: Ein kurzer Überblick über Widerstände
Widerstände unterscheiden sich in verschiedenen Parametern, wie dem Nennwiderstand, der Toleranz, der Leistung und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstands. Der Nennwiderstand zeigt den Widerstandswert des Widerstands an und wird in Ohm (Ω) gemessen. Toleranz gibt den zulässigen Bereich von Abweichungen vom nominalen Widerstandswert an. Die Leistung bestimmt, wie viel Energie ein Widerstand aufnehmen kann, bevor seine Temperatur ansteigt. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands zeigt an, wie sich der Widerstand eines Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
Widerstände können aus einer Vielzahl von Materialien wie Kohlenstoffschichtwiderständen, Metallschichtwiderständen und Zementwiderständen hergestellt werden. Kohlenstoffschichtwiderstände sind die gebräuchlichsten und billigsten, haben jedoch eine hohe Toleranz und eine geringe Genauigkeit. Metallschichtwiderstände haben eine höhere Genauigkeit, kosten aber mehr. Zementwiderstände bieten eine hohe Leistung und eine gute Wärmeleitfähigkeit.
Abschnitt 2: Unterschiede zwischen positiven und negativen Temperaturkoeffizienten Widerständen
Widerstände mit positiven und negativen Temperaturkoeffizienten haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungen in verschiedenen Schaltungen.
Positive Temperaturkoeffizientwiderstände (PTC-Widerstände) erhöhen den Widerstand, wenn die Temperatur ansteigt. Dies macht sie in Schaltungen mit automatischem Überlast- und Kurzschlussschutz nützlich. Wenn die Temperatur einen bestimmten Wert erreicht, steigt der Widerstand des PTC-Widerstands dramatisch an, um den Strom zu begrenzen und eine Beschädigung der Schaltung zu verhindern.
Auf der anderen Seite verringern Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstände) den Widerstand, wenn die Temperatur ansteigt. Sie werden am häufigsten in Thermistoren verwendet, die die Temperatur in verschiedenen Anwendungen messen und steuern. Die Widerstandswerte des NTC-Widerstands ändern sich linear mit Temperaturänderungen, wodurch sie zur genauen Messung der thermischen Werte verwendet werden können.
Daher diktieren die Unterschiede in den Temperaturkoeffizienten der Widerstände ihre Anwendung in verschiedenen Schaltungen und Anwendungen. Positive PTC-Widerstände bieten Überlastschutz, und NTC-Widerstände werden zur Messung und Steuerung von Temperaturen verwendet.
Abschnitt 3: Auswirkungen von Widerständen auf elektrische Schaltungen
Einer der Hauptparameter eines Widerstands, der einen elektrischen Stromkreis beeinflusst, ist sein Widerstand, der durch das Symbol R gekennzeichnet ist. Der Widerstand eines Widerstands bestimmt seine Fähigkeit, den Strom in einem Stromkreis zu begrenzen. Je größer der Widerstand ist, desto stärker begrenzt er den Strom. Dies ermöglicht die Verwendung von Widerständen zur Überwachung und Anpassung des Stroms in elektrischen Schaltungen.
Die Auswirkungen von Widerständen auf elektrische Schaltungen können mit einer Tabelle analysiert werden. Die Tabelle zeigt die Hauptparameter des Widerstands und ihre Auswirkungen auf den elektrischen Stromkreis.
| Parameter | Auswirkungen auf den Stromkreis |
|---|---|
| Widerstand (R) | Begrenzt den Strom im Stromkreis |
| Leistung (P) | Bestimmt die Last und die Erwärmung des Widerstands |
| Genauigkeit (%) | Gibt den zulässigen Fehler im Widerstandswiderstand an |
Somit reguliert der Widerstandswiderstand den Strom im elektrischen Stromkreis, die Widerstandsleistung bestimmt seine Last und seine Erwärmung und die Widerstandsgenauigkeit beeinflusst den zulässigen Widerstandsfehler. Die Untersuchung dieser Parameter ermöglicht eine effiziente Verwendung von Widerständen in verschiedenen elektrischen Schaltungen.
Abschnitt 4: Wie wähle ich einen geeigneten Widerstand für verschiedene Anwendungen aus
Bei der Auswahl eines Widerstands müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:
- Nennwiderstand: Abhängig von den Anforderungen der Schaltung muss ein Widerstand mit einem bestimmten Nennwiderstand ausgewählt werden. Normalerweise wird der Widerstandswert eines Widerstands auf seinem Gehäuse angezeigt.
- Genauigkeit: Verschiedene Anwendungen erfordern möglicherweise unterschiedliche Widerstandsgenauigkeit. Daher ist es notwendig, Widerstände mit entsprechender Genauigkeit zu wählen.
- Leistungsfähigkeit: abhängig vom Strom, der durch den Widerstand fließt, muss ein Widerstand mit einer bestimmten Leistung ausgewählt werden. Die Auswahl eines Widerstands mit unzureichender Leistung kann zu einer Überhitzung führen.
- Temperaturkoeffizient des Widerstandes: widerstände haben unterschiedliche Temperaturwiderstandskoeffizienten, die den Widerstand ändern können, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Bei der Auswahl eines Widerstands müssen die Temperaturbedingungen der Schaltung berücksichtigt werden.
Darüber hinaus ist es auch notwendig, auf die physikalischen Eigenschaften des Widerstands wie seine Größe und seinen Formfaktor zu achten. Der Widerstand muss die Anforderungen für die Montage und Integration in die Schaltung erfüllen.
Im Allgemeinen erfordert die Auswahl eines geeigneten Widerstands eine sorgfältige Analyse der Schaltungsanforderungen und die Berücksichtigung verschiedener oben beschriebenen Faktoren. Die richtige Auswahl des Widerstands hilft, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen und die Zuverlässigkeit der Schaltung zu gewährleisten.
Frage-Antwort
Warum brauchen Sie Widerstände in der Elektronik?
Widerstände werden in der Elektronik verwendet, um den Strom zu begrenzen, die Spannung zu ändern, Komponenten vor Überspannung zu schützen und verschiedene elektrische Schaltungen und Filter zu erzeugen.
Was ist der Unterschied zwischen einem Plus- und einem Minuswiderstand?
Widerstände mit Plus- und Minuswerten unterscheiden sich nur in der Position des farbcodierten Streifens. Wenn sich der Streifen auf der rechten Seite der Mitte befindet und einen positiven Wert anzeigt, handelt es sich um einen Widerstand mit einem positiven Wert. Wenn sich der Streifen links von der Mitte befindet und einen negativen Wert anzeigt, handelt es sich um einen Widerstand mit einem negativen Wert.
Wie kann ich den positiven und negativen Wert eines Widerstands bestimmen?
Um den positiven und negativen Widerstandswert zu bestimmen, müssen Sie sich die Position des farbcodierten Streifens ansehen. Wenn sich der Streifen auf der rechten Seite der Mitte befindet und einen positiven Wert anzeigt, handelt es sich um einen Widerstand mit einem positiven Wert. Wenn sich der Streifen links von der Mitte befindet und einen negativen Wert anzeigt, handelt es sich um einen Widerstand mit einem negativen Wert.
Ist es möglich, Plus- und Minuswiderstände in einem elektrischen Stromkreis zu verwenden?
Ja, Sie können Plus- und Minuswiderstände in einem elektrischen Stromkreis verwenden. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass ihre Werte konsistent sein müssen, damit die Kette richtig funktioniert.
Was sind die Vor- und Nachteile von Plus- und Minuswiderständen?
Die Vorteile von Plus- und Minuswiderständen liegen in der Wahl der Signalrichtung und der einfachen Verbindung. Der Nachteil ist jedoch die Notwendigkeit, ihre Werte zu berücksichtigen und sie im elektrischen Stromkreis korrekt abzustimmen.
