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Referat Der elektrische Widerstand - Die physikalische Größe "Widerstand'

technik referate

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Der elektrische Widerstand

Definition "Widerstand'

In einem Leitungsdraht strömen die Elektronen zwischen den Metallatomen hindurch. Die

Elektronen werden beim durchfließen der Metallatomen teilweise behindert. So entsteht ein

"Stau , den man elektrischen Widerstand nennt. Dies ist vergleichbar mit einem Felsen im

Fluss. Der Wasserfluss wird durch den Felsen behindert.

Ein Widerstand beeinflusst den Stromfluss und die Spannung im elektrischen Stromkreis. Geringer Widerstand = grer Stromfluss

Grer Widerstand = geringer Stromfluss


Der Begriff "Widerstand' hat eine zweifache Bedeutung. Zum einen bezeichnet er eine physikalische Größe eines Leiters, auf der anderen Seite wird der Begriff "Widerstand' für die Bezeichnung eines Bauteils in der Elektrotechnik benutzt.


Die physikalische Größe "Widerstand'


Der Widerstand ist von vielen Einzelfaktoren abngig. Vom Material, von der Temperatur, von der Länge und von dem Querschnitt des stromdurchflossenen Leiters. Jedes Material hat einen anderen Widerstandswert.

Spezifische Widerstandswerte bei 18 °C nmm'/m]

Kupfer

0,02

Eisen

0,1

Konstantan

0,5

Silicium

1,200

Porzellan

10'

Leiterarten

Nulleiter: Isolationsstoffe z.B. Porzellan

Halbleiter: hohe Widerstände z.B. Silicium

Kaltleiter: Metalle die bei steigender Temperatur höhere Widerstandswerte bekommen

Heißleiter; Stoffe die bei steigender Temperatur niedrigere Widerstandswerte bekommen z.B. Kohle


Der Stromfluss durch einen Leiter in Form eines Drahtes wird bestimmt durch seine Länge und seinen Querschnitt. Der Widerstand eines Drahtes nimmt gleich mit seiner Länge zu und nimmt mit Zunahme des Drahtdurchmessers ab, d.h. der elektrische Widerstand des Drahtes ist umgekehrt gleich zum Querschnitt des Leiters.


R ~ 1 R) = SL

A A) = mm²


Widersnde misst man in Ohm. Diese Bezeichnung wird mit dem griechischen Buchstaben


) abgekürzt. Das Ohm verdankt seinem Namen dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm

1789 1854 , der wichtige elektrische Gesetze entdeckte.

Berechnung des Leitwertes (G)


 
Die einzelnen Materialien setzten dem elektrischen Strom einen unterschiedlich großen Widerstand entgegen. Als Ursache für die Veränderung des Widerstandes wird die atomare bzw. molekulare Struktur der Materialien, die die Leitfähigkeit des Materials beeinflussen, angenommen. Die Leitfähigkeit wird mit dem Leitwert als Kehrwert vom Widerstand definiert.

G = 1

R                   G = Leitwert

 
Die Einheit des Leitwertes G) heißt Siemens (S)

(G) = 1 = S S = Siemens

Berechnung des Widerstandes

el. Widerstand = el. Spannung

 
Stromstärke

R = U

I           R = Widerstand; U = Spannung; I = Stromstärke

2. Das Bauteil Widerstand

In der Elektronik werden Widersnde auch als Verbraucher bezeichnet z.B. Glühlampe. In der Elektrotechnik spielen Widersnde eine sehr gro e Rolle. In Schaltungen sind Widersnde, die am häufigsten verwendeten Bauelemente.


Widerstandsarten

Es gibt viele verschiedene Widersnde, die jeweils der Gegebenheit des Einsatzortes angepasst sind. Wir benutzen meistens Schichtwiderstände, auch Drahtwidersnde genannt.


Aufbau und Kennzeichen eines Schichtwiderstandes

Er besteht aus einer dünnen Kohle- oder Metallschicht. Die leitende Schicht ist zum Schutz mit einem Porzellanmantel umllt. Zur Kennzeichnung ihrer Widerstandskraft gibt es bunte Ringe auf dem Widerstand, der Farbcode.

Widerstandsarten:

Veränderbare Widerstände:

Schiebewidersnde, Potentiometer und Trimmer

Magnetfeld abhängige Widersnde:

Feldplatten (Fluxistoren)

Spannungs abhängige Widersnde:

Varistoren

Strahlungs(Licht)abhängige Widersnde:

Photo(Licht) Widersnde

Temperatur abhängige Widersnde:

NTC,- PTC- Widersnde Heiß Kaltleiter)

Negative Temperaure Coefficient / Positive

Temperature Coefficient)


Der Schiebewiderstand

Beim Schiebewiderstand handelt es sich um ein Porzellanrohr, um das der Widerstandsdraht gewickelt ist Ein Metallschieber gleitet über die Drahtwicklung und kann mit der Position des Schiebers die abgegriffene Drahtlänge bzw. die Widerstandshöhe verändern. Mit dem Schiebewiderstandsst sich beispielsweise die Helligkeit von Glühlampen regulieren


Schematische Darstellung des Schiebewiderstandes

Das Schaltzeichen


Beachte beim Einbau des Widerstandes, dass der Strom von - nach + fließt .


Funktionsbeispiel eines Widerstandes



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