Widerstände sind eines der häufigsten Elemente in elektronischen Schaltungen. Sie werden verwendet, um den Strom zu begrenzen, die Spannung zu teilen, Filter zu bilden und viele andere Aufgaben zu erledigen. Die richtige Auswahl eines Widerstands ist ein Schlüsselelement für den erfolgreichen Betrieb einer elektronischen Schaltung, und einer der Faktoren, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen, ist die Nennleistung des Widerstands.
Die Nennleistung eines Widerstands ist die maximale Leistung, die der Widerstand ohne Beschädigung sicher aufnehmen kann. Es wird in Watt (W) gemessen und auf dem Widerstandskörper angezeigt. Die Wahl der Nennleistung hängt direkt davon ab, welche Arbeit der Widerstand in der Schaltung ausführt und wie viel Wärme er dabei freisetzen kann.
Die Nichteinhaltung der richtigen Nennleistung kann zu einer Überhitzung und Zerstörung des Widerstands sowie zu Instabilität der gesamten Schaltung führen.
Die Regeln für die Auswahl der Nennleistung eines Widerstands sind einfach, aber sehr wichtig. Zuerst muss ein Widerstand mit einer Leistung ausgewählt werden, die größer oder gleich der für die Aufgabe erforderlichen Leistung ist. Es wird nicht empfohlen, zu viel Leistung zu wählen, da dies zu einer Erhöhung der Größe und der Kosten des Widerstands führen kann. Zweitens müssen die Umgebungstemperatur und die Kühlmethoden des Widerstands berücksichtigt werden. Wenn der Widerstand an einem geschlossenen und wenig belüfteten Ort installiert ist, muss seine Nennleistung mit einer Reserve ausgewählt werden, um eine Überhitzung und einen Verlust der Nennstabilität zu verhindern.
Wie wähle ich die Nennleistung eines Widerstands aus? Detaillierte Regeln und Berechnungen
Regeln für die Auswahl der Nennleistung des Widerstands:
- Bestimmen Sie die maximale Menge an Energie, die der Widerstand umwandeln wird. Dies kann die Stromstärke im Stromkreis oder die Spannung sein, die an den Widerstand angelegt ist.
- Bestimmen Sie die durchschnittliche Zeitdauer, in der der Widerstand diese Energie umwandelt. Wenn zum Beispiel ein Widerstand nur für die Hälfte der Zeit verwendet wird, wird seine durchschnittliche Leistung doppelt so hoch sein wie seine maximale Leistung.
- Finde die Umgebungstemperatur heraus, bei der der Widerstand arbeiten wird. Dies ist wichtig, da die Umgebungstemperatur die Kühlfähigkeit des Widerstands beeinträchtigen kann. Sie können diese Informationen in der Dokumentation des Herstellers nachschlagen.
- Berechnen Sie die Leistung, die der Widerstand als Wärme freisetzt, mit der Formel P = I^2 * R, wobei P die Leistung ist, I die Stromstärke ist und R der Widerstand des Widerstands ist.
- Berücksichtigen Sie die Sicherheitsfaktoren. Es wird empfohlen, einen Widerstand mit einer Nennleistung zu wählen, die die berechnete Widerstandsleistung um 20 bis 30% übersteigt. Dies sorgt für zusätzlichen Spielraum, wenn der Widerstand betrieben wird.
Die Nennleistung eines Widerstands wird normalerweise in seiner technischen Spezifikation oder auf dem Gehäuse angegeben. Achten Sie bei der Auswahl eines Widerstands auf seine Nennleistung und berücksichtigen Sie die berechneten Parameter, um sicherzustellen, dass der Widerstand in Ihrem Stromkreis sicher und zuverlässig funktioniert.
Die Rollen und Prinzipien des Widerstandes
1. Strombegrenzung: Widerstände können den Strom in einem elektrischen Stromkreis begrenzen, um Schäden an empfindlicheren Komponenten zu verhindern. Wenn ein Widerstand an einen Stromkreis angeschlossen wird, wird der Strom zwischen dem Widerstand und anderen Elementen verteilt, wodurch der Strom überwacht und der Stromkreis vor Überlastung geschützt wird.
2. Einen gegebenen Widerstand erzeugen: Widerstände werden auch verwendet, um einen gegebenen Widerstand in einer Schaltung zu erzeugen. Der Widerstand bestimmt, wie viel Strom bei einer bestimmten Spannung durch einen Stromkreis fließt. Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandsnennwerten können ausgewählt und an einen Stromkreis angeschlossen werden, um den gewünschten Widerstand zu erreichen.
3. Spannungsteilung: Widerstände können verwendet werden, um die Spannung in einem Stromkreis zu teilen. Wenn Sie einen Widerstand parallel oder in Reihe mit anderen Elementen verbinden, wird die Spannung proportional zwischen ihnen aufgeteilt. Dies ist in vielen elektrischen Schaltungen und Geräten von grundlegender Bedeutung.
4. Thermische Streuung: Widerstände erzeugen Wärme, wenn Strom durch sie fließt. Daher ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Widerstands seine Fähigkeit, Wärme abzuleiten. Widerstände mit hoher Nennleistung können an Heizkörper oder andere spezielle Geräte angeschlossen werden, um Wärme effizient abzuleiten.
Im Allgemeinen spielen Widerstände eine wichtige Rolle in verschiedenen elektrischen Schaltungen und Vorrichtungen. Wenn Sie die grundlegenden Prinzipien und die Rolle von Widerständen kennen, können Elektroniker diese Komponenten richtig auswählen und verwenden, um die gewünschten elektrischen Parameter zu erreichen und die Schaltungen vor Überlastung und Beschädigung zu schützen.
