Wann brauche ich welchen Widerstand?
Hallo, wenn ich an eine Stromquelle eine odere mehrere Stromverbraucher (reihe/parallel oder beides) anschließen möchte, woher weiß ich dann, wann ich einen Widerstand davorschalten muss und in welcher Ohmstärke/Wattzahl?
LG
5 Antworten
Nehmen wir einen einfachen Fall... Du hast eine Leuchtdiode, von der du weißt, dass Sie bei 1,7 Volt 20 Milliampere (mA) aufnimmt. Der Strom soll nicht überschritten werden, damit die Leuchtdiode nicht kaputt geht.
Bei der Reihenschaltung von Widerständen ist der Strom überall gleich, die Spannungen fallen an den Widerständen ab.
Wenn Du jetzt z.B. 230 Volt Netzspannung schon gleichgerichtet und geglättet hast, und du willst daran die LED anschliessen, mußt Du mit einem Vorwiderstand den Strom begrenzen.
Achtung 1: Eine LED kann nicht an Netz - Wechselspannung angeschlossen werden, weil bei 230 Volt wahrscheinlich die Sperrschicht der LED durchbrochen würde.
Achtung 2: Wenn Du Netzspannung mit einem B4 Brückengleichrichter gleichrichtest und mit einem Kondensator dahinter glättest, so mußt Du die resultierende Spannung beachten, Sie ist dannach U x (Wurzel aus 2) = 234V x 1,41412 =330,9 Volt !!!
Jetzt gilt Rv = U / I = 330,9 Volt / 0,020 Ampere = 16545 OHM = 16,5 KiloOHM
Mit einem Vorwiderstand in dieser Größe läßt sich die LED nun betreiben, ohne das Sie dabei kaputt geht.
Nun mußt Du noch berechnen, welche Leistung der Widerstand haben muss.
An der LED fallen bei 20mA 1,7 Volt ab, die Spannung ist 330,9 V - am Widerstand fallen also 329,2 Volt ab !!
P(leistung) = U(Spannung) * I(strom) = 329,2 V x 0,02 A = 6,584 VA = 6,584 Watt !!!
Der Widerstand muss also mehr als 6,5 Watt Energie in Wärme abführen. Der Widerstand wird sehr heiß werden. Ausserdem ist das natürlich eine ziemliche Energieverschwendung, um eine Leuchtdiode zu betrieben, die selber mit 1,7V x 0,02A gerade mal 34 Milliwatt aufnimmt.
Das würde in der Praxis etwas anders gelöst, war aber ein schönes Beispiel zur Berechnung eines Reihenwiderstands zur Strombegrenzung. Vor allem, um zu sehen, dass auch bei kleinen Verbrauchern mit kleinen Strömen, dennoch beachtliche Verlustleistungen entstehen können.
R=U/I Widerstand=Spannung/Strom gemessen in OHM=V/A. ZB du hast 12V unbd eine Lampe von 20W für 10 V. Du musst also um 2 V runter. Watt= Strom A gemessen in W=UI 20W/10V=2A. Also durch den Widerstand müssen bei 2V Sppannungsabfall auch 2 Ampere rinnen da es wie bei hintereindergesteckten verschieden dicken dichten Wasserrohren nicht sein kann dass unterwegs Wasser dazukommt oder wegkommt. Also R =U/I, 2V/2A=1Ohm. 2V2A=4W. In Serie werden die Widerstände einfach addiert. Im Verhältnis der Widerstände ist bei denen der Spannungsabfall. zB 20Ohm und 40 Ohm in Serie haben dann bei 12V einen Spannungsabfall von 4 bzw 8 Ohm. 12V/60ohm ergibt 0,2 A. Parallel wird es komplizierter. Denn 1/Rgesamt = 1/R1+1/R2+1/R3 ...usw. in unserem Beispiel also 1/20+1/40= 3/40 = 1/13,33333 Also wäre das dann ein Widerstand von 13,3ohm Bei 12 V also 0,6A bei dem einen und anderen 0,3A. also 0,9Agesamt oder 0,9A12V =10,8 W Das war ein kleiner Anfang
Das zu erklären braucht man viel Schreibplatz. Das Ohm"sche Gesetz als Grundlage. Berechnung von Widerständen in Reihe und oder Parallel und die Berechnung der Elektrischen Leistung ,da braucht man ein Fachbuch "Elektronisches Grundwissen." Und dazu kommt das Verhalten der Verbraucher bei Gleich oder Wechselstrom was nicht dasselbe ist.
Durch Vorschalten eines Widerstandes in einen Stromkreis wird der Strom verringert. Ob das nötig ist und wie groß der Widerstand sein soll, hängt von dem Bauelement bzw. Gerät ab, durch das der Strom fließen soll, und ob dieser Strom begrenzt werden muß, um das Gerät vor Überlastung zu schützen. Letzeres ist bei Leuchtdioden und Leuchstoffröhren der Fall.
Zur Berechnung des Widerstandes muß man die Spannung kennen, die z.B. bei der Leuchtdiode bei Stromfluß an der Diode entsteht. Dies ist üblicherweise 1,5 V, kann aber mehr sein, wenn noch weitere Teile im Gehäuse eingebaut sind.
Das hängt davon ab was der Widerstand mit welcher Spannung oder Strom machen soll.
Für Stromverbraucher parallel zu schalten braucht man keine Widerstände, es sei denn man muß den Stromfluß durch den Verbraucher verringern.