Ein Widerstand ist eines der gebräuchlichsten und vielseitigsten Elemente von elektrischen Schaltungen. Es wird in vielen Geräten verwendet, um die Spannung zu überwachen und zu ändern. Aber wie beeinflusst der Widerstand die Spannung und wie benutzt man sie richtig? In diesem Handbuch werden wir alle Phasen des Prozesses betrachten und jeden Schritt im Detail erklären.
Zuallererst müssen Sie verstehen, dass ein Widerstand ein Element ist, das einen Widerstand in einer elektrischen Schaltung leistet. Es erzeugt einen Begrenzungsfaktor für den Strom, der durch die Schaltung geleitet wird, und reduziert dadurch die Spannung. Der Hauptparameter eines Widerstands ist sein Widerstand, der in Ohm ausgedrückt wird. Je größer der Widerstand ist, desto weniger Strom fließt durch den Widerstand und desto niedriger ist die Spannung darauf.
Die Verwendung eines Widerstands zum Ändern der Spannung kann in einer Vielzahl von Situationen nützlich sein. Wenn Sie beispielsweise eine zu hohe Spannungsquelle haben und diese auf ein akzeptables Niveau senken müssen, um ein anderes Gerät anzuschließen, kann ein Widerstand eine unverzichtbare Hilfe sein. Darüber hinaus werden Widerstände auch verwendet, um die Spannung der Signale zu reduzieren, die an den Eingang von Schaltungskomponenten, z. B. analogen Sensoren, gesendet werden. Im Allgemeinen ist es eine Schlüsselfertigkeit, zu wissen, wie man einen Widerstand verwendet, um die Spannung zu ändern, für jeden elektronischen Enthusiasten und wird sich in einer Vielzahl von Projekten und Aufgaben als nützlich erweisen.
Widerstandsleistung
Widerstände haben eine bestimmte Leistung, die ihre Fähigkeit bestimmt, mit der freigesetzten Wärme umzugehen. Die Leistung des Widerstands wird auf seinem Gehäuse in Watt (W) angegeben. Die Leistung des Widerstands ist wichtig, da eine Überschreitung der zulässigen Leistung den Widerstand beschädigen oder überhitzen kann.
Die Leistung eines Widerstands hängt von seinem Design, seiner Größe und seinem Material ab. Wenn Sie einen Widerstand mit zu geringer Leistung für eine Schaltung verwenden, die eine große Menge an Wärme freisetzt, kann der Widerstand überhitzen und ausfallen. Auf der anderen Seite kann die Verwendung eines Widerstands mit zu viel Leistung überflüssig und teuer sein.
Um die geeignete Widerstandsleistung zu bestimmen, müssen Sie die maximale von ihm erzeugte Wärme kennen. Dies kann anhand der Formel berechnet werden:
wobei P die Leistung in Watt ist, I der Strom in Ampere ist, R der Widerstand in Ohm ist.
Wenn Sie die maximale Leistung berechnen, multiplizieren Sie sie mit dem Sicherheitsfaktor (normalerweise 1,5 oder 2), um mögliche Spitzenwerte zu berücksichtigen. Der resultierende Wert ist die minimal zulässige Widerstandskapazität.
Auswahl eines geeigneten Widerstands
Für die Auswahl eines geeigneten Widerstands müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, einschließlich der Größe der erforderlichen Spannungsänderung, der verfügbaren Werte für Standardwiderstände, der Widerstandskraft und der Kosten für den Widerstand.
Der erste Schritt bei der Auswahl eines Widerstands besteht darin, den Wert der erforderlichen Spannungsänderung zu bestimmen. Dadurch wird der erforderliche Widerstand des Widerstands ermittelt. Wenn Sie beispielsweise die Spannung im Stromkreis um 5 V reduzieren möchten, müssen Sie einen Widerstand mit einem bestimmten Widerstand auswählen, um diese Änderung zu erreichen.
Der zweite Schritt besteht darin, die verfügbaren Werte für Standardwiderstände auszuwählen. Widerstände haben bestimmte Standardwiderstandswerte wie 1 Ohm, 10 Ohm, 100 Ohm und so weiter. Wenn Sie einen Widerstand mit dem nächsten verfügbaren Widerstandswert auswählen, wird die gewünschte Spannungsänderung mit der geringsten Abweichung vom gewünschten Wert erreicht.
Ein Beispiel für die Verwendung eines Standardwiderstands könnte wie folgt aussehen: Wenn Sie die Spannung um 5 V senken möchten und die verfügbaren Standardwiderstandswerte 10 Ohm und 20 Ohm sind, ist der nächste Wert 10 Ohm, da er näher an der gewünschten Spannungsänderung liegt als 20 Ohm.
Der dritte Schritt bei der Auswahl eines Widerstands besteht darin, seine Leistung zu berücksichtigen. Widerstände haben eine bestimmte Leistung, die ihre Fähigkeit einschränkt, mit einem bestimmten Energieniveau fertig zu werden. Wenn eine hohe Leistung im Stromkreis vorhanden ist, muss ein Widerstand mit entsprechender Leistung ausgewählt werden, um eine Überhitzung und Beschädigung des Stromkreises zu vermeiden.
Schließlich müssen bei der Auswahl eines Widerstands seine Kosten berücksichtigt werden. Widerstände mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Leistung und Genauigkeit können unterschiedliche Kosten haben. Es ist wichtig, ein Gleichgewicht zwischen den Anforderungen an den Widerstand und seinen Kosten zu finden.
Im Allgemeinen erfordert die Auswahl eines geeigneten Widerstands zur Änderung der Spannung in einer elektrischen Schaltung die Berücksichtigung mehrerer Faktoren, einschließlich der erforderlichen Spannungsänderung, der verfügbaren Werte von Standardwiderständen, der Widerstandskraft und den Kosten. Eine sorgfältige Auswahl des Widerstands wird dazu beitragen, die gewünschte Spannungsänderung und das effektive Funktionieren der elektrischen Schaltung sicherzustellen.
Anschließen des Widerstands an die Schaltung
Befolgen Sie einige Schritte, um einen Widerstand an eine Schaltung anzuschließen:
Schritt 1: Bestimmen Sie den Ort, an den Sie den Widerstand in der Schaltung anschließen möchten. Achten Sie auf andere Komponenten und Drähte, um den bequemsten und sichersten Ort für den Anschluss des Widerstands auszuwählen.
Schritt 2: Verbinden Sie ein Ende des Widerstands mit dem ausgewählten Punkt in der Schaltung. Wenn es sich um einen Draht handelt, öffnen Sie ihn und wickeln Sie ihn um den Widerstandsbein. Wenn es sich um eine Kontaktfläche auf der Leiterplatte handelt, verwenden Sie ein Lot, um den Widerstand in Position zu halten.
Schritt 3: Verbinden Sie das andere Ende des Widerstands mit dem anderen Punkt auf der Schaltung. Dies kann ein Draht oder eine andere Komponente in der Schaltung sein.
Schritt 4: Überprüfen Sie die Verbindung des Widerstands, um sicherzustellen, dass er fest befestigt ist und keine hängenden Verbindungen aufweist. Stellen Sie sicher, dass es keine Kurzschlüsse gibt und dass der Widerstand korrekt mit der Schaltung verbunden ist.
Der Anschluss eines Widerstands an die Schaltung kann zu einer Änderung der Spannung im Stromkreis führen. Widerstände haben unterschiedliche Widerstandswerte, die zur Steuerung und Regulierung der Spannung in einer Schaltung verwendet werden können.
Anmerkung: stellen Sie sicher, dass Sie die entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen anwenden und mit einer abgeschalteten elektrischen Stromversorgung arbeiten, bevor Sie mit dem Schaltplan arbeiten.
Messung der Spannung am Widerstand
Um die Spannung an einem Widerstand zu messen, muss ein Voltmeter verwendet werden, ein Gerät, das die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Stromkreis misst.
Der Prozess zur Messung der Spannung am Widerstand umfasst mehrere Schritte:
- Identifizieren Sie die Punkte, zwischen denen Sie die Spannung am Widerstand messen möchten.
- Schließen Sie das Voltmeter parallel zum Widerstand an. Der positive Pin des Voltmeters muss an einen der Punkte und der negative Pin an den anderen angeschlossen werden.
- Schalten Sie das Voltmeter ein und stellen Sie sicher, dass es auf die Spannungsmessung eingestellt ist.
- Lesen Sie den Spannungswert am Voltmeter und notieren Sie ihn. Dieser Wert zeigt einen Spannungsabfall am Widerstand an.
Die Spannungsmessung am Widerstand ermöglicht die Überwachung und Analyse des Stromkreises, die Optimierung des Energieverbrauchs und die korrekte Funktion der Schaltung. Dieser Prozess ist ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit mit Widerständen in der Elektronik und Elektrotechnik.
Berechnung der Gesamtspannung
Um die resultierende Spannung bei Verwendung eines Widerstands zu berechnen, müssen die Widerstandswerte und die Verbindungsmethode berücksichtigt werden. Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet sind, werden ihre Widerstände addiert. Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, wird der Rückwiderstand der Widerstände addiert und der resultierende Widerstand wird anhand der Formel berechnet:
Wobei RErgebnis - gesamtwiderstand, R1, R2, . Rn - die Widerstandswerte der parallel geschalteten Widerstände.
Nach der Berechnung des endgültigen Widerstands können Sie das ohmsche Gesetz verwenden, um die resultierende Spannung zu berechnen. Das ohmsche Gesetz besagt, dass die Stromstärke in einem Stromkreis direkt proportional zur angelegten Spannung ist und umgekehrt proportional zum Widerstand ist:
U = I * R
Wobei U die Spannung ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand ist.
Sie können entweder das ohmsche Gesetz verwenden, das für jeden Widerstand separat angewendet wird, oder das ohmsche Gesetz, das für den endgültigen Widerstand angewendet wird, um die Gesamtspannung bei der Verwendung von Widerständen zu berechnen.
Beispiel für die Anwendung eines Widerstands zur Spannungsänderung
Angenommen, wir haben eine 12-V-DC-Stromversorgung und möchten eine Spannung von 6 V erhalten. Dazu können wir einen Widerstand in Verbindung mit Drähten und einer Stromquelle verwenden.
- Zuerst muss der erforderliche Widerstand des Widerstands ermittelt werden. Wenn wir in diesem Fall eine Spannung von 6 V erhalten möchten und die Stromversorgung eine Spannung von 12 V hat, kann der entsprechende Widerstand des Widerstands mit der Formel berechnet werden: R = V / I, wobei V die Spannungsdifferenz ist und I der Strom ist. In unserem Fall ist R = 6/12 = 0,5 Ohm.
- Wählen Sie dann einen Widerstand mit dem nächstmöglichen Widerstandswert aus. Wenn beispielsweise die verfügbaren Widerstandswerte 0,47 Ohm und 0,56 Ohm betragen, wählen wir einen Widerstand von 0,47 Ohm.
- Nach der Auswahl des Widerstands schließen wir ihn an den Stromkreis an. Wir verbinden den positiven Pin des Widerstands mit dem positiven Pin der Stromquelle und den negativen Pin des Widerstands mit dem negativen Pin der Quelle.
- Jetzt, da der Widerstand angeschlossen ist, können wir die Spannung an den Enden des Widerstands mit einem Voltmeter messen. Dadurch können wir sicherstellen, dass die resultierende Spannung tatsächlich 6 V beträgt.
Das ist es, wir haben erfolgreich einen Widerstand verwendet, um die Spannung in der Schaltung zu ändern. Die Verwendung von Widerständen ermöglicht es uns, die Spannung an unsere Bedürfnisse und Anforderungen anzupassen.
