Themen:
- Einführung
- Arten von Widerständen
- Farbcodierung
Einführung:
Jeder elektrische Verbraucher hat einen (Innen-)Widerstand. Ein elektrischer Leiter, beispielsweise eine Verkabelung, kann einen niedrigen Widerstandswert haben, ist aber dennoch vorhanden spezifischer Widerstand Dies hängt vom Material, den Abmessungen und der Temperatur ab. Jeder Verbraucher hat auch einen Widerstandswert. Der Widerstandswert bestimmt letztendlich, wie viel Strom durch ihn fließt.
Widerstände sind als Bauteile in nahezu der gesamten Elektronik zu finden. Auch in der Automobiltechnik werden Widerstände in elektrischen Schaltkreisen, beispielsweise auf Leiterplatten, eingesetzt. Ein Widerstand begrenzt den elektrischen Strom durch einen Stromkreis und wandelt die elektrische Energie in Wärme um:
- zunehmender Widerstand: Es fließt ein immer kleinerer Strom durch den Stromkreis;
- abnehmender Widerstand: Der Strom steigt.
Der Widerstand auf einer Leiterplatte wird in Reihe mit einem Bauteil geschaltet, in dem der Strom nicht zu stark ansteigen darf.
Die Widerstandseinheit ist Ohm und wird mit dem griechischen Buchstaben Omega Ω bezeichnet. Als Buchstaben und Symbol für Widerstand verwenden wir R (aus der englischen Übersetzung: Resistor).
Ein Widerstand kann als Festwiderstand oder als einstellbarer Widerstand ausgelegt sein. Die folgende Abbildung zeigt die Symbole dieser beiden Widerstandstypen. Das Symbol besteht aus einem Rechteck mit einer Linie auf beiden Seiten. Oft wird in einem Diagramm der Buchstabe R in oder neben dem Rechteck mit dem Widerstandswert in Ohm erwähnt.
- Widerstände mit festem Widerstandswert sind oft an den Farbringen um das Gehäuse zu erkennen. Anhand der Farbringe lässt sich der Widerstandswert ermitteln;
- Widerstände mit variablem Wert können normalerweise mit einem Drehknopf eingestellt werden. Diese Art von Widerstand kann auch als ausgeführt werden Potentiometer, der häufig als Positionssensor verwendet wird.
Der folgende Absatz zeigt die verschiedenen Arten von Widerständen, denen wir in der Automobilindustrie begegnen können.
Arten von Widerständen:
Das Bild unten zeigt eine Übersicht über zwölf verschiedene Arten von Widerständen. Unterhalb des Bildes wird der Aufbau und die Anwendung der Widerstandsart pro Kategorie beschrieben.
Nachfolgend sind die in der Automobilindustrie am häufigsten verwendeten Widerstände und praktische Beispiele für die Kfz-Ausbildung aufgeführt. Die Struktur der Materialien, aus denen die Widerstände bestehen, wird für jeden Widerstand beschrieben.
Widerstand mit Kohlenstoffzusammensetzung:
Dieser Widerstand hat eine zylindrische Form und enthält Farbringe, mit denen der Widerstandswert nachgeschlagen werden kann. Das Widerstandselement besteht aus Kohlenstoffpulver oder Graphitpulver, gemischt mit Keramikton. Der Widerstand ist mit einem geformten Kunststoffgehäuse abgedeckt. Die Widerstände sind für einen schlechten Temperaturkoeffizienten und eine geringe Zuverlässigkeit hinsichtlich Rauschen und Genauigkeit bekannt. Dieser Widerstandstyp wurde durch den Filmtyp ersetzt.
Kohleschichtwiderstände:
Der Kohleschichtwiderstand besteht aus einer keramischen Unterschicht mit einer dünnen Schicht Kohleschicht darüber. Der Widerstandswert wird durch die Nut bestimmt.
Metallfilmbeständigkeit:
Der Metallschichtwiderstand ist im Aufbau dem Kohlenstoffschichtwiderstand sehr ähnlich. Allerdings wird bei diesem Widerstandstyp ein Metallfilm auf eine Keramikschicht aufgebracht.
Beständigkeit gegen Metalloxidfilme:
Der Aufbau dieses Widerstands weist viele Ähnlichkeiten mit einem Metallfilm- und Kohlenstofffilmwiderstand auf. Anstelle von Metall oder Kohlenstoff wird ein Metalloxidfilm auf dem Keramiksubstrat abgeschieden.
Drahtwiderstand:
Der Drahtwiderstand enthält einen Metallwiderstandsdraht, der um Keramikmaterial gewickelt ist. Der Widerstand hängt von der Dicke des Metalldrahtes ab. Die Genauigkeit des Drahtwiderstands ist hoch. Der Temperaturwiderstandskoeffizient ist aufgrund des Widerstandsdrahtes so niedrig, dass dieser Widerstand sehr gut für Anwendungen geeignet ist, bei denen eine hohe Leistung erforderlich ist.
SMD-Widerstand:
Der SMD-Widerstand wird oft als „Chip-Widerstand“ bezeichnet und besteht aus einer Metalllegierung (bestehend aus Metalloxid oder einem Metallfilm) mit einer dreischichtigen Elektrodenstruktur auf beiden Seiten. Länge, Dicke und verwendetes Material bestimmen den Widerstandswert. Die Innenelektrode ist mit der Metalllegierung verbunden. Die Mittelelektrode besteht aus Nickel und hat die Aufgabe, die Hitzebeständigkeit beim Löten sicherzustellen. Die äußere Elektrode besteht aus einer Zinnschicht und macht den Widerstand zum direkten Auflöten auf die Leiterplatte geeignet.
Potentiometer:
Das Potentiometer verhält sich wie ein variabler Widerstand. Der Widerstandswert hängt von der Position ab, in der sich der Läufer auf der Carbonbahn befindet. Wenn eine Stromversorgung (oft 5 Volt) und Masse angeschlossen sind, liegt die Ausgangsspannung je nach Stellung des Drehknopfs zwischen 0,5 und 4,5 Volt.
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite: Potentiometer.
Eigenschaften von Widerständen:
Wenn wir Widerstände verwenden möchten, müssen wir den Widerstandstyp auswählen, der für die Eigenschaften geeignet ist: Ist eine hohe Genauigkeit bei geringer Leistung erforderlich, oder ist eine hohe Leistung erforderlich, wenn das Rauschen im System keine Rolle spielt?
- Maximale Spannung: Die maximale Spannung eines Widerstands darf nicht überschritten werden. Wenn das passiert, kann es entscheidend sein. Dies kann den Widerstandswert beeinflussen;
- Maximale Leistung: Wird die Widerstandsleistung überschritten, steigt die Temperatur zu stark an. Der Widerstandswert kann sich ändern. Die Leistung von Kohlewiderständen beträgt oft 0,25 Watt bis 1 Watt und von bedrahteten Widerständen 3 Watt bis 20 Watt.
- Toleranz: Ein Widerstand hat nie genau den auf dem Gehäuse angegebenen Wert. Allerdings ist auf dem Gehäuse ein Prozentsatz angegeben, der die Abweichung angibt. Diese prozentuale Abweichung ist auf die Präzision im Produktionsprozess zurückzuführen. Ein 120-Ohm-Widerstand mit einer Toleranz von 5 % kann mindestens 114 Ohm und höchstens 126 Ohm betragen.
Farbcodierung:
Der Wert und die Toleranz eines Widerstands werden bei einem Kohle- oder Drahtwiderstand durch eine Farbcodierung (Farbringe) auf dem Gehäuse des Widerstands angegeben. Es ist wichtig, dass Sie von rechts mit dem Lesen beginnen:
- der erste Ring liegt oft näher am Ende des Gehäuses;
- der erste Ring ist oft breiter;
- Die letzten Ringe können aus Silber oder Gold sein. Diese Farben werden für die ersten Ringe nicht verwendet.
Wenn ein Widerstand vier Ringe hat, haben die Ringe folgende Bedeutung:
- Ring 1 und 2: Widerstandswert;
- Ring 3: Multiplikationsfaktor;
- Ring 4: Toleranz.
Im Bild sehen wir einen Widerstand mit dem 1. Ring braun, dem 2. Ring schwarz, dem 3. Ring rot und dem vierten Ring gold. Wir lesen die Zahlen in der Tabelle: 10*100 ± 5 %. Der Widerstandswert beträgt 1000 Ω (1 kΩ) mit einer Toleranz von 5 %. Der tatsächliche Wert liegt zwischen 950 und 1050 Ω.
Wir finden Widerstände in Reihe. Häufig begegnet uns die E12-Serie, bei der die Widerstandswerte wie folgt ansteigen:
10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82.
Diese Werte können durch zehn geteilt oder multipliziert werden, zum Beispiel 100, 120, 150, 180. Oder 1000, 1200, 1500, 1800. Es gibt keine 130-Ohm-Widerstände.
