Der elektrische Widerstand ist eine physikalische Größe, die die Tendenz eines Körpers misst, sich dem Durchgang eines elektrischen Stroms zu widersetzen, wenn er einer elektrischen Spannung ausgesetzt ist. Dieser Begriff wird auch verwendet, um sich auf ein Element eines elektrischen Stromkreises zu beziehen, das die Zirkulation elektrischer Ladungen behindert.
Der Widerstand R ist der Kehrwert des elektrischen Leitwerts G, definiert für einen zylindrischen Leiter als:
R = 1 / G.
Der Widerstand für Wechselstromkreise und für elektromagnetische Wechselfelder wird durch Impedanz und Wellenwiderstand beschrieben.
Das Gerät, das den elektrischen Widerstand misst, ist das Ohmmeter.
Wie funktioniert ein elektrischer Widerstand?
Der Widerstand gegen den Stromdurchgang ist darauf zurückzuführen, dass die elektrischen Ladungen (Ionen oder Elektronen), die durch einen elektrischen Leiter fließen, mit Atomen des Leiters selbst kollidieren. Bei einer Kollision wird ein Teil seiner kinetischen Energie in Wärme umgewandelt. Das heißt, eine der Auswirkungen des Stromdurchgangs in einem Leiter ist seine Erwärmung. Dieser Effekt wird Joule-Effekt genannt.
Der Widerstand eines Leiters hängt von seinem Material, seiner Größe und seiner Temperatur ab. Mit steigender Temperatur steigt der Widerstand. Ebenso sinkt der Widerstand, wenn die Temperatur sinkt.
Welche Maßeinheit hat ein elektrischer Widerstand?
Im internationalen System ist die Maßeinheit für den elektrischen Widerstand Ohm (Ω) zu Ehren von Georg Simon Ohm.
Bei Gleichstrom und ohne elektromotorische Kraft im betrachteten Leiter gilt das Ohmsche Gesetz:
R = V / I
Woher:
- V die Belastung, der der Körper ausgesetzt ist;
- I ist die Stärke des Stroms durch den Körper.
Das Ohmsche Gesetz gilt nur dann, wenn es verwendet wird, um den Widerstand des elektrischen Leiters in makroskopischer Form auszudrücken, wenn er eine konstante Geometrie hat.
Arten des elektrischen Widerstands einer elektronischen Schaltung
Die Arten von Widerständen in einer elektronischen Schaltung sind die folgenden:
- Elektrische Widerstände aus Kohleschicht.
- Gepresste Kohlewiderstände.
- Heizelemente aus glasiertem Metall.
- Drahtgewickelte Widerstände.
- SMD-Widerstände.
- Metalloxidschichtwiderstände.
- Zementwiderstand oder Leistungswiderstand.
- Variable Widerstände oder Potentiometer.
- Widerstände abhängig von Temperatur, Licht oder Spannung.
- Varistoren
- Drahtgewickelte Widerstände.
Um den Widerstand jeder dieser Komponenten zu bestimmen, gibt es Farbcodes. Jeder Widerstand in einer elektronischen Schaltung hat farbige Bänder, die Zahlenwerten zugeordnet sind, die es ermöglichen, den Gesamtwiderstand des Elements zu berechnen.
Anwendungsbeispiele für elektrische Widerstände
Die elektrischen Widerstände haben viele Anwendungen in verschiedenen Bereichen; hier fügen wir drei praktische beispiele bei:
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Elektroherde: Ein Herd ist nichts anderes als ein elektrischer Widerstand, der sich nach dem Jouleschen Gesetz beim Durchgang von Elektrizität erwärmt.
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Kühlschränke und Wärmepumpen: Alle Elektrogeräte, die eine Erwärmung eines Arbeitsmediums oder Wassers erfordern, verwenden elektrische Widerstände.
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Elektronische Schaltungen: Elektronische Schaltungen verwenden Widerstände, um die Spannung und Stromstärke an einer bestimmten Stelle der Schaltung nach dem Ohmschen Gesetz zu verändern.
Was ist ein Thermistor?
Ein Thermistor ist eine Art elektrischer Widerstand, dessen Wert abhängig von der Temperatur variiert. Alle Widerstände nehmen mit steigender Temperatur zu, aber ein Thermistor tut dies deutlicher.
Je nach Vorzeichen des Temperaturkoeffizienten gibt es zwei Arten von Thermistoren:
- NTC (negativer Temperaturkoeffizient), mit negativem Koeffizienten. Der Widerstand dieser Thermistoren sinkt mit steigender Temperatur.
- PTC (positiver Temperaturkoeffizient), mit positivem Koeffizienten. Der Widerstand steigt mit steigender Temperatur.
Abhängige Widerstände sind Widerstände, bei denen der Widerstand gegen den Durchgang von elektrischem Strom (sein ohmscher Wert) von verschiedenen Parametern wie Temperatur, Spannung oder Umgebungslicht abhängt.
