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Widerstandswiderstand - Berechnungsformel

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Formel zur Berechnung der Stromstärke anhand von Spannung und Widerstand:

R ist der Widerstand
U ist die Spannung
Ich bin die aktuelle Stärke.

Mit unserem Online-Programm können Sie diese einfache physische Operation schnell durchführen. Geben Sie dazu den Anfangswert in das entsprechende Feld ein und klicken Sie auf die Schaltfläche.


Diese Seite präsentiert den einfachsten Online-Rechner zur Umrechnung von Strömen in Leistung und Spannung. Mit diesem Rechner können Sie die Stromstärke mit einem Klick bestimmen, wenn Spannung und Widerstand bekannt sind.

Arten von Widerständen

Ein Widerstand ist ein inertes (passives) Schaltungselement, bei dem der Widerstand entweder konstant oder variabel sein kann. Es kommt auf das Design an. Es wird verwendet, um Strom und Spannung in Stromkreisen, Verlustleistung und anderen Einschränkungen zu regulieren. Wörtliche Übersetzung des englischen Wortes "resistance" - I resist.

Widerstände können nach folgenden Kriterien klassifiziert werden:

  • Elementzuordnung
  • Art der Widerstandsänderung,
  • Produktionsmaterial
  • Blick auf den Dirigenten im Element,
  • CVC - Strom-Spannungskennlinie,
  • Montagemethode.

Geräte sind in Elemente für allgemeine und spezielle Zwecke unterteilt. Spezielle Teile weisen erhöhte Eigenschaften hinsichtlich Widerstand, Frequenz, Betriebsspannung oder besondere Genauigkeitsanforderungen auf.

Die Art der Widerstandsänderung unterteilt sie in Konstanten und Variablen. Variable Widerstände unterscheiden sich strukturell nicht nur von Elementen mit konstantem Widerstand, sondern auch untereinander. Sie unterscheiden sich im Design: Es wird eingestellt und abgestimmt.

Verstellelemente sind so ausgelegt, dass sie den Widerstand häufig ändern. Dies ist Teil des Prozesses der Geräteschaltung.

Der Trimmertyp dient zur Feineinstellung und Anpassung der Schaltung während der ersten Inbetriebnahme. Danach wird die Position des Reglers nicht verändert.

Bei der Herstellung von Widerstandskörpern (Arbeitsfläche) werden Materialien wie:

  • Graphitmischungen,
  • Metallfilm- (Oxid-) Bänder,
  • Draht
  • kompositorische Komponenten.

Integrale Elemente nehmen in dieser Serie einen besonderen Platz ein. Hierbei handelt es sich um Widerstände in Form eines p-n-Übergangs, bei dem es sich um einen in den Chipchip integrierten Zick-Zack-Kanal handelt.

Achtung! Integrierte Elemente zeichnen sich immer durch eine erhöhte Nichtlinearität ihrer I - V-Eigenschaften aus. Daher werden sie dort eingesetzt, wo die Verwendung anderer Typen nicht möglich ist.

Die Art der Strom-Spannungs-Kennlinie unterteilt die betrachteten Elemente in lineare und nichtlineare. Ein Merkmal der Nichtlinearität ist, dass das Bauteil seinen Widerstand in Abhängigkeit von den folgenden Eigenschaften ändert:

  • Spannung (Varistoren)
  • Temperatur (Thermistoren),
  • Magnetfeldstärke (Magnetowiderstände),
  • Beleuchtungswerte (Fotowiderstände),
  • Dehnungskoeffizient (Dehnungsmessstreifen).

Die Nichtlinearität der Strom-Spannungs-Kennlinien hat die Anwendungsmöglichkeiten erweitert.

Installationsmethode kann sein:

Bei gedruckter Verdrahtung werden die Ergebnisse des Teils in das Loch auf der Platine eingeführt und dann an die Kontaktschiene der Platte gelötet. Diese Installationsmethode ist automatisiert und das Löten erfolgt durch Eintauchen der Pads in ein Lötbad.

Montage größtenteils manuell. Die Ergebnisse der verbundenen Teile werden zuerst miteinander verdrillt und dann verlötet, um den Kontakt zu verbessern. Das Löten selbst ist nicht auf mechanische Beanspruchung ausgelegt.

Die integrierte Installation erfolgt bei der Herstellung von Chipkristallen.

Widerstandsparameter

Beim Zeichnen einer grafischen Bezeichnung eines Widerstandselements werden einige seiner Parameter darauf angegeben.

Die Hauptparameter und grundlegenden Eigenschaften umfassen:

  • Nennwert des Widerstands
  • Temperaturkoeffizient
  • maximale Verlustleistung
  • zulässige Betriebsspannung
  • Rauschzahl
  • relative Abweichung vom Nennwert
  • Beständigkeit des Elements gegen hohe Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

In den Zeichnungen und Diagrammen ist der Widerstand mit dem Buchstaben R und seiner Seriennummer gekennzeichnet.

Formel zur Berechnung von Widerstand und Leistung

Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz für einen Teil der Schaltung, um den Widerstandswert des Widerstands zu berechnen. Die Formel lautet:

wo:

  • U ist die Spannung an den Anschlüssen des Elements, V,
  • I - Stromstärke im Stromkreis, A.

Diese Formel gilt für Gleichströme. Bei Berechnungen für Wechselstrom wird die Impedanz der Schaltung Rz berücksichtigt.

Wichtig! Die Struktur der Schaltungen ist nicht auf die Installation nur eines Widerstands beschränkt. In der Regel gibt es viele, sie sind parallel und in Reihe geschaltet. Um einen gemeinsamen Indikator zu finden, werden einzelne Methoden und Formeln verwendet.

Serielle Verbindung

Bei dieser Verbindung wird der "Ausgang" eines Elements mit dem "Eingang" eines anderen Elements verbunden, sie werden nacheinander durchlaufen. Wie berechnet man in diesem Fall den Widerstand? Sie können den elektronischen Online-Rechner verwenden, Sie können die Formel anwenden.

Der Gesamtwert ist die Summe der Widerstände der in der Reihenschaltung enthaltenen Komponenten:

Jeder von ihnen hat den gleichen Spannungsabfall: U1, U2, U3.

Parallele Verbindung

Bei dieser Art der Verbindung werden die gleichen Klemmen paarweise verbunden. Die Formel lautet:

R = (R 1 × R 2) / (R 1 + R 2).

Typischerweise ist der resultierende Wert von R kleiner als der kleinere aller Werte der verbundenen Elemente.

Informationen. In der Praxis wird eine parallele oder serielle Verbindung verwendet, wenn kein Teil der erforderlichen Leistung vorhanden ist. Elemente für solche Fälle werden mit derselben Kraft und demselben Typ ausgewählt, um kein schwaches Glied zu erhalten.

Gemischte Verbindung

Es ist möglich, den Gesamtwiderstand von gemischten Verbindungen unter Verwendung der Verbindungsregel zu berechnen. Zunächst werden alle parallelen und seriellen Verbindungen ausgewählt und entsprechende Ersatzschaltungen zusammengestellt. Sie fangen an, unter Verwendung von Formeln für jeden Fall zu berechnen. Von der erhaltenen einfacheren Schaltung werden erneut parallele und serielle Verbindungen unterschieden und erneut Berechnungen durchgeführt. Tun Sie dies, bis Sie die grundlegendste Verbindung oder ein äquivalentes Element erhalten. Das berechnete Ergebnis ist das gewünschte.

Nur nach dem Widerstandswert zu suchen, reicht nicht aus, um das Teil anzuwenden. Sie müssen herausfinden, für welche Leistung das Element ausgelegt sein soll. Andernfalls wird es überhitzt und versagt. Leistungsstarke Teile für die Aufputzmontage lassen sich am besten an einem Kühler montieren.

Die Berechnung der Leistung des Widerstands erfolgt nach der Formel:

wo:

  • P - Leistung, W,
  • I - Strom, A,
  • U ist die Spannung, V,
  • R ist der Widerstand, Ohm.

Nach der Bestimmung der Leistung der Widerstände gemäß der Formel werden die Komponenten anhand der grafischen Bezeichnung in den Diagrammen ausgewählt.

Spannungsteiler

Die am häufigsten verwendeten gebrauchsfertigen Netzteile sind für Ausgangsspannungen von 9, 12 oder 24 Volt ausgelegt. Gleichzeitig verwenden die meisten elektronischen Schaltungen und Geräte eine Versorgungsspannung im Bereich von 3 bis 5 V. In diesem Fall muss der Wert von Upit auf den erforderlichen Wert reduziert werden. Dies kann mit einem Spannungsteiler erfolgen, der viele Optionen bietet. Am einfachsten ist der Widerstandsteiler.

Solche Spannungsteiler werden ausschließlich in Stromkreisen mit geringer Leistung verwendet. Dies liegt an ihrem geringen Wirkungsgrad. Ein Teil der Energie des Netzteils wird über den Teiler in Wärme umgewandelt. Diese Verluste sind umso größer, je mehr Sie die Anfangsspannung reduzieren müssen. Wenn Sie die Last parallel zu einem Arm anschließen, muss Rn viel größer sein als der in diesem Arm installierte Widerstand. Andernfalls erzeugt der Teiler eine instabile Leistung.

Bei diesem Schema wird die Spannung über die Arme des Teilers gemäß den erhaltenen Beziehungen zwischen R1 und R2 verteilt. Der Wert des Widerstands spielt dabei keine Rolle. Es sollte jedoch beachtet werden, dass bei niedrigen Werten von R1 und R2 sowohl die Leistung an der Last als auch die Größe des Verlusts beim Erhitzen der Elemente zunehmen.

Achtung! Bevor Sie die genauen Parameter berechnen, müssen Sie sich daran erinnern, wie Sie Widerstände auswählen. Mit ihrem gleichen Wert wird die Ausgangsspannung in zwei Hälften geteilt. Wird die Gleichheit nicht eingehalten, muss die geteilte Spannung mit einem größeren Nennwert vom Element entfernt werden.

Temperaturabhängigkeit des Widerstandes

Die Verwendung von Widerständen als Thermometer ist auf die nahezu lineare Abhängigkeit ihres Widerstandes von der Temperatur zurückzuführen. Dies gilt für jene Widerstände, bei denen Draht oder Metall als Widerstandsmaterial verwendet wird. Abhängigkeitsformel:

  • α der Temperaturkoeffizient K-1 ist,
  • R0 ist der Widerstand des Leiters bei 00K,
  • t0 ist die Temperatur des Leiters bei 00K.

Wir sprechen über die Temperatur in Kelvin. Bei Temperaturen nahe Null nach Kelvin (-273 ° C) fällt R bei vielen Metallen beim Abkühlen abrupt auf Null ab. In diesem Fall kann von Supraleitung gesprochen werden.

Interessant. Metalle mit guter Leitfähigkeit bei Normaltemperatur sind bei einem kritischen Wert dieser physikalischen Größe möglicherweise keine Supraleiter. Supraleiter haben im Normalzustand einen höheren Widerstand als herkömmliche Stromleiter: Kupfer, Silber oder Gold.

Wenn die Leiter erwärmt werden, tritt eine Widerstandsänderung hauptsächlich aufgrund einer Änderung ihres spezifischen Wertes auf und hat eine lineare Beziehung.

Der vom Widerstandselement bereitgestellte Spannungswert

Das ideale Element, das Elektrizität in eine andere Form von Energie umwandelt, heißt resistiv. Strom kann in Licht, Wärme oder mechanische Arten umgewandelt werden. Die Höhe der Spannung an einem solchen Element hängt von der Potentialdifferenz an den Enden des Widerstands ab. Dies bedeutet, je größer der Wert seines Widerstands ist, desto größer ist der Wert der Spannung an ihm.

Durch Ändern einer Widerstandskennlinie wie z. B. des Widerstands können Sie schematische Lösungen in verschiedenen Bereichen der Funktechnik und Elektronik implementieren. Bei der Auswahl der Elemente sollte der spezifische Wert dieser Größe und die Änderung der Strom - Spannungs - Kennlinie unter verschiedenen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden.

Sehen Sie sich das Video an: Parallelschaltung berechnen - Widerstand & Stromstärke. Ohmsches Gesetz. Physik (Juni 2021).

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