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Hallo,

nicht lachen bitte aber was bedeutet die Nennlast (0,25 oder 1 Watt etc.) bei Widerständen bzw. spielt die nennlast eine Rolle und was ist der gravierende Unterschied zwischen Kohleschicht- und Metallschichtwiderständen?
Danke im vorraus

Gruss

Micha

» gravierende Unterschied zwischen Kohleschicht- und
» Metallschichtwiderständen?

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0208071.htm

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Gruß von Patrick

https://www.elektronik-kompendium.de/

Hallo Micha,

_____"was bedeutet die Nennlast (0,25 oder 1 Watt etc.) bei Widerständen bzw. spielt die nennlast eine Rolle"_____

Was Du meinst, ist die Belastbarkeit (oder, anders ausgedrückt, die Leistung, die an den Widerstand abgegeben werden darf). Die spielt natürlich eine entscheidende Rolle: wenn Du einen Widerstand zu stark belastest, erhitzt sich der Widerstand zu stark, brennt womöglich durch oder geht sogar in Rauch auf (was, im ungünstigen Fall, zusätzlichen Schaden an anderen Bauteilen einer elektrischen Schaltung nach sich zieht). Wenn Du also in eine Schaltung einen Widerstand einbauen willst, musst Du erst einmal ausrechnen, wie hoch der Widerstand an der geplanten Stelle im Schaltkreis belastet wird und dann einen ausreichend belastbaren Widerstand auswählen.

Die Belastbarkeit des Widerstands wird in Watt angegeben. Wie stark der Widerstand in einer elektrischen Schaltung belastet wird, also wieviel Watt Leistung an ihn abgegeben werden, errechnet sich aus den elektrischen Größen U (Stromspannung, angegeben in Volt) und I (Stromstärke, angegeben in Ampère), und zwar so:

P = U * I

Die Belastung (P) des Widerstands ist also umso höher, je größer Spannung (U) und Strom (I) sind. Eine hohe Spannung kann allerdings durch einen kleinen Strom "wiedergutgemacht" werden (und umgekehrt ein starker Strom durch eine niedrige Spannung).

Du kannst Dir das wahrscheinlich besser vorstellen, wenn Du Dir den Widerstand als Gartenschlauch vorstellst und den Strom als Wassermenge und die Spannung als Wasserdruck. Einen kleinen Eimer Wasser (=wenig Strom) kannst Du mit hohem Druck (=hoher Spannung), also mit großer Geschwindigkeit, durch den Gartenschlauch pumpen, ohne dass dem Schlauch (=Widerstand) das schadet. Du kannst auch eine volle Regentonne (=viel Strom) durch den Schlauch laufen lassen, wenn Du Dir dafür viel Zeit lässt (=niedrige Spannung). Wenn Du aber versuchst, das viele Wasser aus der Regentonne in derselben Zeit durch den Schlauch zu pressen wie vorher den Eimer, belastest Du den Schlauch zu stark und er platzt (=U*I=P ist zu groß für den Schlauch geworden). Muss das viele Wasser unbedingt in kurzer Zeit durch den Schlauch, muss ein stärkerer Schlauch her, der höhere Drücke aushält (=höher belastbar ist).

Oder denk Dir einen Korridor mit einer Tür in der Mitte. Der Korridor ist der elektrische Leiter (Kabel, Leiterbahn), die Tür ist der Widerstand (je kleiner die Tür, desto größer der Widerstand). Durch den Korridor und durch die Tür rennen ein paar Leute hintereinander her (=kleiner Strom) und haben dabei einen Affenzahn drauf (=hohe Spannung). Kein Problem, wenn einer nach dem anderen herrennt oder höchstens mal zwei nebeneinander (=kleiner Strom). Steht hingegen der ganze Korridor voller Leute (=großer Strom), können auch die alle bequem durch die Tür (=Widerstand) gehen, wenn sie's schön gemächlich angehen lassen und nicht drängeln (=niedrige Spannung). Rennt aber stattdessen der ganze Haufen wie irre auf die Tür zu (=großer Strom UND hohe Spannung), wird die Tür (=der Widerstand) überlastet - mit fatalen Folgen für die Tür (und natürlich für die Leute, aber um derlei Kollateralschäden kümmert sich der Elektroniker ja nicht *g*).

Ebenso, wie elektrische Leistung, Spannung und Stromstärke, hat auch der Widerstand einen Buchstaben und eine Einheit: das "R", dessen Größe in der Einheit Ohm angegeben wird. Die mathematische Beziehung zwischen den Größen Spannung, Strom und Widerstand ist

U = R * I

Gemeint ist hier die Spannung, die im Schaltkreis über dem Widerstand abfällt bzw. der Strom, der durch den Widerstand fließt. Dazu (und wie man diese Größen misst) kannst Du Dir die entsprechenden Artikel zu Spannung, Strom, Widerstand (und elektrischer Leistung) auf dieser Seite zu Gemüte führen (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm).

Wer URI begreift, hat den wichtigsten Grundsatz der gesamten E-Technik überhaupt begriffen: das Ohm'sche Gesetz.

Gruß
Peter

Hallo Peter,

vielen Dank für die ausführliche Antwort und die guten Beispiele. Nachdem mir das jetzt mal jemand an einem praktischen Beispiel erklärt hat kann ich mir das jetzt auch vorstellen .

Bei einem bin ich mir jetzt aber nicht ganz sicher ... welchen Wert der Spannung U muss ich bei der Berechnung von P einsetzen ... den der Stromquelle (z.B. Trafo mit 16V), die Spannung die am Ende an das Bauteil abgegeben werden soll (z.B. LED mit 2V) oder die zu vernichtende Spannung (in dem Fall 14V)?

Gruss Micha

N'Abend, Micha,

die Schaltung, die Du im Sinn hast, ist eine Reihenschaltung aus Pluspol der Stromquelle, Widerstand, LED und Minuspol der Stromquelle. Zwischen Plus- und Minuspol besteht ein Potential von 16V. 2V fallen über die LED ab (ca. 2V, je nach Farbe der LED) - bleiben 14V, die über den Widerstand abfallen müssen, damit an der LED nicht mehr als 2V anliegen. Die Spannung zusammen mit dem Strom, der durch die LED fließt, ergibt (nach U*I=P) die Leistung, die an den Widerstand abgegeben wird und dort in Wärme umgewandelt wird.

Eine LED läuft mit ca. 20 mA (Milliampère, tausendstel Ampère). Fließt wesentlich mehr Strom, geht die LED kaputt.

Wir kennen also die Spannung, die über den Widerstand abfallen und den Strom, der in der Schaltung fließen soll. Um den richtigen Widerstand wählen zu können, stellen wir die Gleichung U=R*I nach R um ...

R = U : I

... und setzen die zwei bekannten Größen ein:

R = 14 V : 0,02 A

... (Achtung: Spannung und Strom müssen stets in V und A, nicht etwa in mV oder mA oder anderen Dimensionen angeben werden, sonst sitzt nachher das Komma an der falschen Stelle) ...

... und erhalten für R den Wert 700 Ohm. Einen 700 Ohm-Widerstand gibt es aber nicht kaufen, weil er in der gebräuchlichen Normreihe E24 nicht enthalten ist. Wir könnten zwar einen 680 Ohm- und einen 20 Ohm-Widerstand in Reihe schalten, aber dieser Aufwand ist nicht nötig, weil die LED die geringe Überlastung locker wegsteckt. Wir nehmen also einfach den nächstliegenden käuflichen Widerstandswert: die 680 Ohm.

Die Leistung, die unser Widerstand vertragen muss, ist ...

P = U * I = 14 V * 0,02 A = 0,28 Watt (=280 mW)

1/2W-Widerstände sind genauso leicht zu finden wie 1/4W-Widerstände, also nehmen wir den "richtigen" 1/2W-Widerstand und sind auf der sicheren Seite. Selbstverständlich darf's auch ein höher belastbarer Widerstand sein (z. B. 1W), wenn man den gerade zur Hand hat. Sowas wie "zu hohe Belastbarkeit" gibt's hier nicht.

Falls wir nur ein paar 1/4W-Widerstände haben, können wir auch zwei 1300 Ohm- (1k3 Ohm-)Widerstände (1/4W) parallel schalten, um auf einen Gesamtwiderstand von 650 Ohm zu kommen und die Belastbarkeit zu verdoppeln (weil bei Parallelschaltung zweier gleich großer Widerstände durch jeden Widerstand nurmehr der halbe Strom fließt:

1/R(gesamt)=(1/1,3)+(1/1,3) = 0,77 + 0,77 = 1,54

R = 1/1,54 = 0,65 kOhm = 650 Ohm

Der genaue Typ des Widerstands bzw. der Widerstände ist hier egal (Metallschicht, Metalloxidschicht, Kohleschicht etc.); ebenso seine Toleranz (5%, 2%, 1% etc.), weil für die Verwendung als LED-Vorwiderstand keinerlei besonderen Anforderungen an den Widerstand gestellt werden. Der billigste 680Ohm/0,5W-Typ genügt.

Gruß
Peter

Hallo Peter,

sehr gut jetzt weiss ich bescheid und kann mir das alles mal selber ausrechenen, danke.
Gibt es zufällig auch noch eine Formel wo man die Stärke der Stromleitung (Draht) ausrechnen kann? Müsste nämlich ca. 300 SMD-LED in einer Parallelschaltung miteinander verlöten und hätte dann ca 1,2 Ampere (4mA pro LED) und ich schätz mal das hält ein 0,1mm dicker Kupferdraht nicht aus was wiederrum heissen würde das ich mehrere Parallelschaltungen löten müsste (vielleicht 6 Stück mit 50 LED).

Gruss

Michael

» Müsste nämlich ca. 300 SMD-LED in einer
» Parallelschaltung miteinander verlöten

Hallo Michael,

LED direkt parallelzuschalten ist nicht günsitg, da diese dann bedingt durch selbstverstärkende thermische Unterschiede unterschiedliche Ströme führen, wodurch sie unterschiedlich hell leuchten und unterschiedlich stark ausgelastet werden.
In einer ordentlichen LED-Verschaltung hat jeder Zweig einen eigenen Vorwiderstand. Sinnvoller ist es, möglichst viele LED in Reihe zu schalten und dann mehrere Reihenschaltungen parallelzuschalten (jede Reihenschaltung mit eigenem Vorwiderstand).

Gruß, Michael

Hallo Michael,

sorry, Antwort kommt spät - Kurzurlaub.

Unabhängig von Michael S.' Beitrag sei zu den 1.2A gesagt, dass diesen doch noch recht moderaten Strom eine Leiterbahn von pimaldaumen 1.5mm sicher gut verkraften würde. Ich folge der Faustregel "pro Ampère ein Millimeter" (bezogen auf 35µm Kupferschichtdicke). Wo Ströme in der Größenordnung von einem A und mehr fließen, sind besonders feine Leiterbahnen in der Regel ohnehin nicht nötig.

Viel Spaß beim Löten von 300 SMD-Steinchen!

Gruß
Peter