Aktuelles Modell·Passive Komponenten

Festwiderstand

Beobachten Sie, wie der Widerstand den Strom begrenzt, die Spannung senkt und elektrische Energie in Wärme umwandelt.
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Geschätzte Körpertemperatur25 °C
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Experiment zum Ohmschen Gesetz

Spannungs-Strom-Kennlinie

Bewegen Sie sich über die Kurve, um Spannung und Strom zu prüfen. Die schwachen Linien zeigen die Toleranzgrenzen.

Live-BetriebspunktWenden Sie Strom an, um die Kurven zu erzeugen
-5-52,6-3-26,300326,3552,6V (V)I (mA)Wenden Sie Strom an, um die Kurven zu erzeugen

Was ist ein Widerstand?

Funktionsprinzip

Ein Widerstand ist ein passives Bauelement mit zwei Anschlüssen, das dem elektrischen Strom entgegenwirkt und die zugehörige elektrische Energie in Wärme umwandelt. Sein Wert, der Widerstand, wird in Ohm gemessen und hängt vom Widerstandsmaterial, seiner Länge und seinem Querschnitt ab. Anders als Kondensatoren und Spulen speichert ein Widerstand keine Energie und erzeugt keine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom — das macht ihn zum einfachsten und berechenbarsten Bauteil jeder Schaltung.

Ohmsches Gesetz

Der Zusammenhang der drei Größen ist das ohmsche Gesetz: Spannung gleich Strom mal Widerstand. Bleibt der Widerstand konstant, steigt der Strom direkt proportional zur angelegten Spannung, was als Gerade durch den Ursprung erscheint — das Kennzeichen eines linearen, also ohmschen Bauteils. Genau dieses Verhalten zeigt die Kennlinie im Simulator, und genau deshalb lässt sich mit einem Widerstand aus einer bekannten Spannung ein genau bekannter Strom einstellen.

Belastbarkeit und Wärme

Die im Widerstand umgesetzte Leistung ist Spannung mal Strom, gleichbedeutend Strom im Quadrat mal Widerstand. Weil der Stromterm quadratisch eingeht, vervierfacht doppelter Strom die Wärme. Jeder Widerstand hat eine Nennleistung — bei bedrahteten Typen sind 0,25 W üblich —, deren Überschreitung zu Wertdrift, Verfärbung und schließlich Ausfall führt. Die Angabe gilt für freie Luft bei Raumtemperatur, in einem heißen Gehäuse muss entsprechend derated werden.

Bauformen und Anwendungen

Kohleschichtwiderstände sind günstig und universell, Metallschichttypen bieten engere Toleranz und weniger Rauschen, Drahtwiderstände verkraften hohe Leistung. Zu den veränderbaren Bauformen zählen Potentiometer und Rheostate, während Thermistoren und Fotowiderstände ihren Wert mit Temperatur oder Licht ändern. In Schaltungen legen Widerstände Arbeitspunkte fest, begrenzen LED- und Basisströme, bilden Spannungsteiler und RC-Glieder und schließen Leitungen ab.

Häufig gestellte Fragen

Wie berechnet man die Verlustleistung in einem Widerstand?
Die Leistung ist P = U × I = I² × R = U² / R. Bei 5 V an 100 Ω fließen 50 mA, und der Widerstand setzt 0,25 W um, genau die Nennlast eines üblichen 1/4-W-Bauteils, das dabei heiß wird. Als Faustregel wählt man mindestens die doppelte erwartete Verlustleistung. Der Simulator zeigt Leistung und geschätzte Temperatur beim Ändern der Werte.
Wie liest man den Farbcode eines Widerstands?
Bei vier Ringen sind die ersten beiden Ziffern, der dritte ist der Multiplikator und der vierte die Toleranz. Braun, Schwarz, Braun, Gold bedeutet 1, 0, ×10, ±5 %, also 100 Ω ±5 %. Fünf Ringe fügen für Präzisionswerte eine dritte Ziffer hinzu. Der Simulator zeichnet die passenden Ringe, sobald Sie einen Widerstandswert eingeben.
Was bedeutet die Toleranz eines Widerstands?
Die Toleranz gibt an, wie weit der tatsächliche Widerstand vom aufgedruckten Wert abweichen darf. Ein 100-Ω-Widerstand mit ±5 % kann zwischen 95 und 105 Ω liegen. Daraus folgen die Normreihen: E24-Werte sind für 5-%-Teile abgestuft, E96-Werte für 1-%-Präzisionsteile.
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