Widerstand (Resistor) und wie man ihn im Stromkreis verwendet

Der Widerstand verhindert, dass zusätzliche Spannung oder Strom in das Teil im Stromkreis gelangt.

Die maximal zulässige Spannung oder Stromstärke jedes Teils kann von der eines anderen Teils abweichen. Wenn sie überschritten wird, führt dies zu einer Überhitzung und das Material dieses Teils verbindet sich mit Sauerstoff, was mit anderen Worten dazu führt, dass das Teil brennt.

Der Widerstand ist ein zweipoliges (nicht polarisiertes) Teil und die Widerstandsmesseinheit ist Ohm (Ω).

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Kurzschluss und wie man Widerstände im Stromkreis berechnet

Wenn die beiden Enden des Widerstands durch einen Draht verbunden sind, entsteht ein Kurzschluss und der Strom fließt durch den Draht (aufgrund des geringeren Widerstands des Drahts).

Um den Widerstand und die Berechnungen verwenden zu können, müssen wir die folgenden Werte kennen:

1- Die maximal benötigte Spannung der Komponente oder des Verbrauchergeräts (V)
2- Der maximal benötigte Strom des Teils oder Verbrauchergeräts (I) bei der oben genannten Spannung
3- Die Eingangsspannung oder Versorgungsspannung

Die auf dem Etikett des Teils angegebenen Werte sind der Stromverbrauch (P) und seine Spannung, sodass wir die erforderlichen Werte aus dem Stromverbrauch des Teils mit der folgenden Beziehung ermitteln können:

P = V × I

• Um die Widerstandseinheit in Ohm zu erhalten, muss die Spannung in Volt (v), der Strom in Ampere (A) und die Leistung in Watt (W) angegeben werden.

Nachdem wir die genannten Werte erhalten haben, können wir mithilfe der folgenden Beziehung den Widerstandswert ermitteln, der auf den Strompfad (Eingang oder Ausgang) gelegt werden sollte:

[Ohmsches Gesetz] R = V / I –> R = (V0 – V) / I

In der obigen Beziehung ist V0 die Versorgungsspannung, V die zulässige Spannung des Teils und I der maximale Strom, den das Teil benötigt.

Mit der Einfügemethode können Sie Werte einfacher berechnen; Verwenden Sie beispielsweise P/V anstelle von I.

Berechnung der Leistung des Widerstands

Bei der Verwendung von Widerständen müssen wir auf die maximal zulässige Leistung des Widerstands achten.

Dieser Wert ergibt sich mit folgender Beziehung:

In dieser Beziehung ist I der maximale Strom, der durch den Widerstand fließt (der Verbraucher benötigt), und R ist der durch die vorherige Beziehung erhaltene Widerstand in Ohm.

• Die meisten Widerstände haben eine Leistung von weniger als 0,5 Watt und die Widerstände über 2 Watt sind zu groß für eine normale Schaltung. Versuchen Sie daher, Komponenten mit einem geringeren Stromverbrauch zu wählen.
• In allen Teilen gibt es eine Art Innenwiderstand, den Sie für eine genauere Berechnung berücksichtigen können.

Arten von Widerständen und wie man ihren Wert ermittelt

Hier sind einige Arten von Widerständen, die Sie mithilfe von Berechnungen als einstellbare Schalter, Robotersensoren usw. verwenden können:

Lichtwiderstände (LDR): Bei diesen Typen erhöht oder verringert sich der Widerstandswert je nach Lichtintensität.

Thermowiderstände (PTC): Bei diesem Typ erhöht eine Temperaturerhöhung den Widerstand.

Thermowiderstände (NTC): Bei diesem Typ verringert sich der Widerstand, wenn die Temperatur steigt.

Spannungsempfindlicher Widerstand (VDR): Bei dieser Art von Widerständen ist ihr Widerstandswert bei einer bestimmten Spannung stark reduziert. Diese Widerstände werden üblicherweise parallel zur Stromversorgung und einer Vorsicherung in den Stromkreis eingebaut, um die Komponenten zu schützen.

Potentiometer: Diese Art von Widerständen besteht aus einem festen Kohlenstoffteil und einem leitfähigen beweglichen Teil und hat drei Stifte. Normalerweise ist der mittlere Stift mit dem beweglichen Teil verbunden (für Stromeingang oder -ausgang) und die anderen Stifte sind mit den Enden des Kohlenstoffteils verbunden. Durch Verdrehen des beweglichen Teils des anderen Kohlenstoffs erhöht oder verringert sich der Widerstand zwischen dem Hauptstift und den anderen beiden Stiften.
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Axialwiderstände mit E12- und E24-Standard: Dies sind die üblichen Widerstände in elektronischen Geräten mit 4 oder 5 Farben. Hier prüfen wir den Widerstand mit E12-Standard.

E12 Widerstand

Diese Widerstände haben 4 Farben, die ersten beiden Farben umfassen nur die Zahlen 10-12-15-18-22-27-33-39-47-56-68-82 (die Widerstände, deren erste beiden Ziffern von deren Wert stammen). Die Anzahl ist auf den Märkten hoch.

• Es ist besser, dass der im Schaltungsentwurf verwendete Widerstand größer als der berechnete Wert ist, sodass der Fehlerfaktor nicht berücksichtigt werden muss.

Um den Widerstandswert abzulesen, müssen wir ihn von der Seite aus ablesen, die näher am Rand liegt (die Richtung, in der keine Gold- oder Silberfarbe verwendet wird).

Die folgende Tabelle zeigt die entsprechende Nummer für jede Farbe:

Farbe	Erster, zweiter Ring	Dritter Ring	Vierter Ring
Silber	–	10-2	10%
Golden	–	10-1	5%
Schwarz	0	100	–
Braun	1	101	1%
Rot	2	102	2%
Orange	3	103	–
Gelb	4	104	–
Grün	5	105	–
Blau	6	106	–
Lila	7	107	–
Grau	8	108	–
Weiß	9	109	–

Eine nützliche Möglichkeit, den Widerstandswert zu berechnen: Zuerst schreiben wir die Anzahl der Ringe (1 bis 4) von links nach rechts, dann lesen wir die Widerstandsfarben aus der richtigen Richtung und schreiben sie in einer Zeile von links nach rechts (z. B : Orange, Weiß, Rot, Gold) und füllen Sie die dritte Zeile anhand der obigen Tabelle aus; Wie folgt:

1 2 3 4

Orange, Weiß, Rot, Golden

3 9 * 100 ± 5%

Wert: 3900 = 100 × 39 Fehlerrate: 195 = (3900 × 5)/100

Der Widerstand beträgt 3900 Ω und unter Berücksichtigung des Fehlerprozentsatzes liegt sein Wert zwischen 3705 und 4095 Ohm.

Daher muss das Teil einen Mindestwiderstand von etwas weniger als 3705 Ohm (z. B. 3600 Ohm) haben.

Widerstände miteinander verbinden

Die Methode zur Verwendung von Widerständen im Stromkreis ist sehr wichtig, da Sie mit der richtigen Methode einen Widerstandswert erreichen können, der nicht in der Norm enthalten ist, und ihn im Stromkreis verwenden können.

Sie können die Widerstände auf die folgenden drei Arten anschließen:

1- Parallel

2-Serie

3- Parallel und Serie

• Die Verwendung jedes dieser Zustände führt auch zu einer Änderung der Spannungs- und Stromstärke. Mit einigen sehr einfachen Berechnungen (Ohmsches Gesetz) können diese Werte ermittelt werden.
• Es wird empfohlen, statt Reihen- oder Parallelwiderständen möglichst nur einen Widerstand zu verwenden.
• Für den korrekten Anschluss sollte das Teil parallel oder in Reihe mit den anderen Widerständen geschaltet werden. In diesem Fall kann der Innenwiderstand des Teils als Widerstand verwendet werden.

Berechnung in Parallelschaltung

In einer Parallelwiderstandsschaltung müssen wir den Kehrwert der einzelnen Widerstandswerte addieren, um den Gesamtwert der Widerstände zu erhalten. Nachfolgend finden Sie den Schaltungstyp und die Berechnungsformel:

In der Parallelschaltung ist die Stromstärke an den Punkten, die näher an der Stromquelle liegen, immer höher.

Berechnung in Reihenschaltung

Bei der Reihenschaltung müssen wir die Werte addieren, um den Gesamtwert zu erhalten. Nachfolgend finden Sie den Schaltungstyp und die Berechnungsformeln.

Berechnung des Widerstands anhand eines Beispiels (Einschalten einer 3-V-Lampe mit einem 12-V-Netzteil)

In der obigen Schaltung benötigt die Lampe 3 Volt und 0,15 Watt Leistung.

Der erforderliche Widerstand wird anhand der folgenden Beziehung berechnet:

Der erforderliche Widerstand beträgt 180 Ω (180,0) und sein Farbcode ist: braun, grau, braun, gold.

Die zulässige Leistung dieses Widerstands sollte 0,5 Watt (oder mehr) betragen, damit er sich nicht selbst verbrennt.

Wenn ein Strom von 0,03 Ampere durch diesen Widerstand fließt, reduziert er die Versorgungsspannung um 9 V, bevor er zur Lampe gelangt, und die Lampe erhält 3 V.

Die Lampe gibt in diesem Zustand die maximale Lichtintensität ab, ohne zu brennen, da sie eine große Potentialdifferenz (Spannung) empfängt.