Worum geht es?
Ein Widerstand ist ein kleines Bauteil, das den Strom gezielt bremst. Wie ein Wasserhahn, der nur halb aufgedreht ist: Es kommt nur so viel durch, wie du willst. So schützt er zum Beispiel eine LED vor zu viel Strom. Die Grundlagen stehen im Thema Elektrischer Widerstand.
Beim Kauf achtest du auf drei Angaben:
- Nennwert: wie stark er bremst, in Ω, kΩ oder MΩ.
- Toleranz: wie genau er ist. 100 Ω ± 5 % heißt: Er hat irgendwo zwischen 95 Ω und 105 Ω.
- Belastbarkeit in Watt: wie viel Wärme er aushält, ohne zu verbrennen.
Im Schaltplan zeichnet man ihn nach DIN EN 60617 als Rechteck. Die Zickzack-Linie ist das amerikanische Zeichen.
Bauformen
| Bauform | Eigenschaften | Einsatz |
|---|---|---|
| Kohleschicht | günstig, Toleranz meist ± 5 % | einfache Elektronik |
| Metallschicht | genau (± 1 % und besser), rauscharm, stabil | Mess- und Steuerungstechnik |
| Drahtwiderstand | hohe Belastbarkeit, oft im Keramikgehäuse | Lastwiderstände, Bremswiderstände |
| SMD | sehr klein, direkt auf die Platine gelötet | fast jede moderne Elektronik |
| Potentiometer, Trimmer | einstellbar über Schleifer | Sollwertsteller, Abgleich |
Daneben gibt es abhängige Widerstände, deren Wert sich mit einer äußeren Größe ändert: NTC und PTC mit der Temperatur, LDR (Fotowiderstand) mit dem Licht, VDR (Varistor) mit der Spannung. Varistoren schützen zum Beispiel in Überspannungsschutzgeräten.
Der Farbcode
Bedrahtete Widerstände sind zu klein für eine Aufschrift. Ihr Wert steht deshalb in Farbringen auf dem Körper.
| Farbe | Ziffer | Multiplikator | Toleranz |
|---|---|---|---|
| schwarz | 0 | · 1 | |
| braun | 1 | · 10 | ± 1 % |
| rot | 2 | · 100 | ± 2 % |
| orange | 3 | · 1 k | |
| gelb | 4 | · 10 k | |
| grün | 5 | · 100 k | ± 0,5 % |
| blau | 6 | · 1 M | ± 0,25 % |
| violett | 7 | · 10 M | ± 0,1 % |
| grau | 8 | ||
| weiß | 9 | ||
| gold | · 0,1 | ± 5 % | |
| silber | · 0,01 | ± 10 % |
Foto: J nestor, „Resistor metal film 0.5W 1% 82R“, Lizenz: CC0 (gemeinfrei), Quelle: Wikimedia Commons, zugeschnitten und verkleinert.
SMD-Kennzeichnung
SMD-Widerstände tragen meist einen Zahlencode: Die ersten Ziffern sind der Wert, die letzte die Anzahl der Nullen. 103 bedeutet 10 und drei Nullen, also 10.000 Ω = 10 kΩ. 4R7 bedeutet 4,7 Ω, das R steht für das Komma.
Normreihen
Widerstände gibt es nicht in jedem beliebigen Wert, sondern in genormten Reihen. Die gebräuchliche E12-Reihe hat zwölf Werte pro Zehnerstufe:
10 · 12 · 15 · 18 · 22 · 27 · 33 · 39 · 47 · 56 · 68 · 82
Diese Werte gibt es dann auch als 1,2 Ω, 120 Ω, 1,2 kΩ, 12 kΩ und so weiter. Die Abstufung ist so gewählt, dass sich die Toleranzbereiche von ± 10 % fast lückenlos aneinanderreihen. Für genauere Widerstände gibt es die E24-, E48- und E96-Reihen mit mehr Zwischenwerten.
Rechenbeispiele
Eine rote Kontroll-LED (2 V, 20 mA) soll an 24 V DC leuchten. Welcher Vorwiderstand und welche Belastbarkeit sind nötig?
- Am Widerstand muss die Differenz abfallen: 24 V − 2 V = 22 V
- R = 22 V0,02 A = 1.100 Ω
- Nächsthöherer E12-Wert: 1,2 kΩ. Damit fließen 22 V1.200 Ω ≈ 18,3 mA.
- Leistung: P = 22 V · 0,0183 A ≈ 0,4 W. Gewählt: 1,2 kΩ, mindestens 0,6 W
Praxis: Ein üblicher 0,25-W-Widerstand würde hier zu heiß. Als Faustregel wählt man die Belastbarkeit etwa doppelt so groß wie die berechnete Leistung.
Zwei Widerstände R₁ = 10 kΩ und R₂ = 4,7 kΩ liegen in Reihe an 24 V. Welche Spannung liegt unbelastet an R₂?
- U₂ = U · R₂R₁ + R₂ = 24 V · 4,7 kΩ14,7 kΩ ≈ 7,7 V
- Ergebnis: U₂ ≈ 7,7 V
Typische Fehler
- Farbcode von der falschen Seite gelesen: Aus 82 Ω wird dann schnell ein ganz anderer Wert. Der Toleranzring steht meist abseits, im Zweifel nachmessen.
- Belastbarkeit vergessen: Ein richtig berechneter Widerstand mit zu kleiner Wattzahl wird heiß, verfärbt sich und fällt aus.
- Spannungsteiler stark belastet: Hängt am Ausgang ein Verbraucher mit kleinem Widerstand, liegt er parallel zu R₂, und die Ausgangsspannung sinkt deutlich.
- Im eingebauten Zustand gemessen: Parallel liegende Bauteile verfälschen den Messwert. Zum Messen ein Bein auslöten oder abklemmen.
Widerstände werden nach Nennwert, Toleranz und Belastbarkeit ausgewählt. Farbcode: Ziffern, Multiplikator, Toleranz. SMD-Code 103 = 10 kΩ. Werte gibt es in Normreihen wie E12. Die Belastbarkeit großzügig wählen.
Quiz: Teste dich
Zehn Fragen zum Thema Widerstände. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.