Widerstand am Spannungsteiler wird heiß und brennt durch?
Hallo,
ich bin gerade dabei ein digitales Spannungssignal eines Füllstandmessers über eine Datenkarte aufzunehmen. Allerdings messe ich an den Punkten, an denen ich das Signal abreifen möchte eine Spannung von 26V (die Datenkarte arbeitet aber nur bis zu 5V am digitalen Eingang). Daher habe ich einen belasteten Spannungsteiler gebaut mit:
R1 = 470 Ohm, R2 = 150 Ohm, RL = 330 Ohm. Der Strom, der durch R1 fließt beträgt dementsprechend ca. 45 mA. Soweit so gut!
Am "Ausgang" des Spannungsteilers messe ich die gewünschten 5V. Allerdings Erhitzt sich der R1 Widerstand enorm und riecht auch ein wenig. Davor hatte ich es mit einem unbelasteten Spannungsteiler versucht, bei dem der R1 widerstand komplett verkohlt war nach ein paar Minuten in Benutzung.
Weiß jemand, was da falsch läuft? Müssen die Widerstände hochohmiger sein oder könnte es an etwas anderem liegen?
LG
4 Antworten
Die Widerstände sind viel zu klein. Wenn 45 mA durch 470 Ohm fließen, fällt eine Spannung von etwa 21 Volt ab, die Leistung ist dann etwa 1 Watt. Es gibt Widerstände, die das vertragen.
Aber die in der "normalen" kleinen Bauform vertragen nur etwa 100 mW. Also muss ihr Widerstandswert 10 mal so groß sein.
Nun weiß ich nicht, wie der Lastwiderstand zu behandeln ist. Wenn es nicht gelingt, den auch zu vergrößern, dann haben wir ein Problem.
Wozu dient denn der Lastwiderstand? Der Eingangswiderstand einer Messkarte ist doch viel größer.
Wenn R2 und RL parallelgeschaltet sind, können sie auch zu einem Widerstand zusammengefasst werden.
Ansonsten ist es natürlich richtig, eine definierte Last vorzusehen.
Oft ist es so, dass man mit der Anpassung RA=Ri arbeitet, also Innen- oder Eingangswiderstand = Abschlußwidestand der Schaltung. . . Man kann den Abschlußwiderstand auch hochohmiger wählen, kann dann allerdngs -bei entsprechender Umgebung- Probleme mit Störsignalen kriegen. Wenn du jetzt keine großartigen Störungen (z.B. schaltende Relaise) hast, kannst du auch einen Hochohmigen Teiler rechnen, mußt allerdings den Eingangsstrom in die Digi-Schlatung berücksichigen oder überrschläglich auslegen und Potis einsetzen
Du kannst statt R2 auch eine Zenerdiode von z.B. 4.7 V nehmen, dann bist du mit dem zweiten Widerstand bissel flexibler - zu hoch willst du den Strom trotzdem nicht werden lassen. Bei 1 mA durch Widerstand und Z-diode wären für R1 etwa 22 KOhm ein praktikabler Wert.
Aber auch mit einem Spannungsteiler bestehend aus zwei Widerständen wäre kein extra Lastwiderstand nötig, denn R2 stellt ja selbst schon eine Last dar.
Wie währe es mit einem fertigen 5V-Festspannungsregler? Den könnte man vernünftig kühlen und man spart sich die Rechnerei mit den Strömen und der Leistung.
Ja, kühlen musst du ihn schon. 26V - 5V = immerhin 21V mal dem Strom ist die Leistung, die abgeführt werden muss. Meistens kann man diese Regler auf einen Kühlkörper schrauben.
Sorgst du dafür, dass der Strom - bei gleichbleibendem Spannungsabfell - entsprechend gering ist, ist Verlustleistung ebenfalls niedrig, und Kühlung unnötig.
Kühlst du, statt Verlustleistung zu reduzieren, doktorst du an Symptomen herum, aber nicht an der Ursache dafür, dass es überhaupt heiß wird.
Natürlich. Ob die Verlustleistung an den Widerständen auftritt, oder in dem Regler kommt auf´s selbe heraus. Wenn du den Strom klein hälst, den du entnimmst, tritt auch im Regler weniger Wärme auf. Das ist Physk. Beim Regler tritt jedoch im Leerlauf gar keine Leistung auf. Im Gegensatz zu einem uneffizientem Spannungsteiler.Im Spannungsteiler fließt auch im Leerlauf ein Strom, somit werden die Widerstände auch im Leerlauf warm. Der größere Vorteil ist jedoch, dass auch bei Belastung die Spannung am Ausgang gleich bleibt. Im Gegensatz zu Spannungsteilern.
Die Widerstände des Spannungsteiler sind zu klein, somit wird (wie schon andere erklärt haben) grob 1 Watt am Widerstand R1 verbraten, das ist zu viel.
P1 = U1*U1/R1 = 21V*21V/470Ohm = 0,938 Watt
Benutze größer Widerstände, und RL ist auch Quatsch, da unnötig.
Vorschlag, nie mehr als 1/8 Watt = 0,125 Watt
Mit R1 = 15 KOhm und R2 = 3,3 KOhm wird es gesünder! Und RL weglassen!
Nur noch:
P1 = U1*U1/R1 = 21V*21V/15000 Ohm = 0,0294 Watt
das überlebt der Widerstand R1 locker.
Viel Erfolg!
Danke für die Antwort! Das ist doch schonmal gut zu wissen.
Ich bin kein Experte, ich dachte dass der Lastwiderstand in realen Schaltungen immer verwendet werden muss.
Ich werde es auf jeden Fall mal mit größeren Widerständen austesten!