1 00:00:04,380 --> 00:00:05,840 Das war's für heute. 2 00:00:05,840 --> 00:00:08,460 Bis zum nächsten Mal. 3 00:00:10,666 --> 00:00:12,306 Elektrischer Widerstand. 4 00:00:14,266 --> 00:00:18,366 In der Elektronik sind Modellvorstellungen, Grundvorstellungen sehr wichtig, 5 00:00:18,426 --> 00:00:24,026 dass man nicht im Formel Wust ertrinkt und die zahlreich vorhandenen Bauelemente 6 00:00:24,026 --> 00:00:29,646 dann in Schaltungen, die ganz schnell komplex werden, auch sinnvoll verbauen kann. 7 00:00:31,826 --> 00:00:35,846 Und eines dieser Modellvorstellungen, eine dieser Modellvorstellungen, 8 00:00:35,968 --> 00:00:43,728 ist der bekannte Wasserfluss. Man stellt sich den Strom als Wasser vor, der in einem Rohrsystem fließt. 9 00:00:43,988 --> 00:00:47,268 Die Rohre entsprechen natürlich den elektrischen Leitungen. 10 00:00:48,168 --> 00:00:54,508 Und eines der häufigsten, vielleicht das häufigste, Bauelement, das in der Elektronik verwendet wird, ist der Widerstand. 11 00:00:56,008 --> 00:01:01,428 Die sehen dann in der Regel so aus. Es gibt eine ganze Vielfalt an Erscheinungsformen. 12 00:01:01,428 --> 00:01:05,488 Das sind die Kohle-Schicht-Widerstände, die am häufigsten in der Elektronik verwendet werden. 13 00:01:09,300 --> 00:01:17,540 Und wie der Name schon suggeriert, setzt ein Widerstand dem Stromfluss genau das entgegen, nämlich einen Widerstand. 14 00:01:18,060 --> 00:01:25,300 Wie kann man sich das jetzt vorstellen? Wir haben hier die Leitung. Ob da jetzt Wasser oder Strom fließt, ist egal. 15 00:01:25,840 --> 00:01:30,780 Die hat einen gegebenen Querschnitt. Im rechten Bild genauso. Hier ist der gegebene Querschnitt. 16 00:01:30,780 --> 00:01:34,360 Und einen Widerstand kann man sich jetzt hier vorstellen. 17 00:01:34,656 --> 00:01:42,776 Im linken Bild als Tor, was den Querschnitt verkürzt, verringert. 18 00:01:44,636 --> 00:01:56,776 Genauso dargestellt im rechten Bild, da ist der Querschnitt dauerhaft und, das ist wichtig, dauerhaft durch den Widerstand verringert. 19 00:01:58,800 --> 00:02:26,320 Ist dann auch klar, dass das ein Modell ist, natürlich wird nicht der Leitungsquerschnitt verringert, das ist aber ein sinnvolles Modell, eine gute Vorstellung, weil was passiert, die Elektronen, also der Stromfluss besteht aus Elektronen, die kommen hier an, pro Querschnitt fließen so und so viele Elektronen durch und dann tauchen die, stoßen sie auf den Widerstand und kommen nicht mehr in gleicher Zahl weiter, das heißt, die stoßen hier 20 00:02:26,320 --> 00:02:26,380 an. 21 00:02:26,480 --> 00:02:30,840 Gegeneinander, es gibt sozusagen einen Elektronenstau und was passiert da? 22 00:02:31,300 --> 00:02:33,320 Es entsteht Wärme, 23 00:02:33,600 --> 00:02:35,160 so dass man direkt 24 00:02:35,160 --> 00:02:39,680 ein anschauliches Verständnis zu einem wichtigen 25 00:02:39,680 --> 00:02:44,420 Datum bei jedem Widerstand hat, nämlich der Leistungsangabe in Watt. 26 00:02:45,020 --> 00:02:49,200 Ja, üblich im Hobbybereich, gerade im Hobbybereich, sind ein Viertel Watt 27 00:02:49,200 --> 00:02:55,720 Widerstände, weil die eben im Spannungsbereich von 3 bis 9 Volt 28 00:02:56,112 --> 00:03:05,612 in den allermeisten Fällen mit 1/4 Watt Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme 29 00:03:05,612 --> 00:03:13,192 diese Vertragen auskommen. Solange man diese Modellvorstellungen als solche 30 00:03:13,192 --> 00:03:20,632 begreift, sind sie sehr hilfreich und das Wassermodell, das findet man an allen 31 00:03:20,632 --> 00:03:22,992 möglichen Stellen in der Elektronik. 32 00:03:23,280 --> 00:03:26,020 Warum sind jetzt Widerstände so wichtig? 33 00:03:26,560 --> 00:03:30,400 Ein typischer Anwendungsbereich, der ist hier abgebildet. 34 00:03:32,680 --> 00:03:33,480 Eine Leuchtdiode, 35 00:03:34,200 --> 00:03:35,320 eine Lampe, wenn Sie sie wollen, 36 00:03:35,760 --> 00:03:40,020 die verdreht nur und so und so viel Spannung und so und so viel Strom. Ansonsten 37 00:03:40,020 --> 00:03:40,840 brennt die durch. 38 00:03:41,780 --> 00:03:45,540 Und sagen wir mal, wir haben eine Spannungsquelle von 9 Volt, die können Sie nicht direkt 39 00:03:45,540 --> 00:03:51,000 mit der Diode verbinden, da fließt zu viel Strom, da leuchtet die einmal und das war's. 40 00:03:51,000 --> 00:03:51,880 Das heißt, ja. 41 00:03:52,432 --> 00:04:00,912 Die Werte von Strom und Spannung müssen so eingestellt werden, dass sie zum Bauteil passen und das leistet der Widerstand. 42 00:04:01,392 --> 00:04:17,912 Der ist also so dimensioniert, dass im Falle der LED, der Leuchtdiode, 0,7 Volt an der Diode abfallen und der Rest, wenn wir mal 9 Volt haben, dann entsprechend 8,3 Volt hier an dem Vorwiderstand. 43 00:04:17,992 --> 00:04:19,712 Deswegen nennt man den Vorwiderstand. 44 00:04:20,096 --> 00:04:30,456 Obwohl er nicht mal davor stehen muss, das ist ein anderes Thema. Er regelt die Parameter für die eigentlichen Bauteile, in Anführungsstrichen, so, dass sie eben passen. 45 00:04:36,598 --> 00:04:46,538 Diese Vorstellung, dass der Widerstand dem Wasser- oder Stromfluss entgegenwirkt, indem 46 00:04:46,538 --> 00:04:53,918 man den Leitungsquerschnitt verkürzt, das lässt sich auch in einer Animation ganz gut 47 00:04:53,918 --> 00:04:55,018 visualisieren. 48 00:04:55,458 --> 00:04:56,378 Starten wir das mal. 49 00:04:56,378 --> 00:05:03,698 Sie sehen hier im linken Bild einen 1 Kiloohm-Widerstand und im rechten Bild 50 00:05:03,968 --> 00:05:11,908 330 Ohm. Das heißt, dass im linken Bild haben wir einen größeren Widerstand 51 00:05:11,908 --> 00:05:16,788 dem Stromfluss gegenüber, was durch einen langsameren Elektronenfluss hier 52 00:05:16,788 --> 00:05:22,928 wieder visualisiert wurde und rechts mit dem 330 Ohm fließen die Elektronen 53 00:05:22,928 --> 00:05:30,008 weniger behindert durch die Leitung. Solange man also weiß, das ist nur ein 54 00:05:30,408 --> 00:05:31,908 Modellvorstellung. 55 00:05:33,584 --> 00:05:37,404 Ist man damit für das Verständnis sehr gut bedient. 56 00:05:40,424 --> 00:05:48,264 In der Praxis gibt es eine riesige Fülle von verschiedenen Widerständen, sowohl was 57 00:05:48,264 --> 00:05:54,084 die Widerstandsart, Kohleschicht, Metallschicht, Widerstände usw. usf. als auch deren Werte 58 00:05:54,084 --> 00:05:54,744 angeht. 59 00:05:54,744 --> 00:06:02,504 Jetzt sind die Dimensionen der Bauteile oftmals so klein, dass drucktechnisch die 60 00:06:02,784 --> 00:06:06,004 der Widerstandswerte nicht einfach drauf gedruckt werden kann. 61 00:06:06,984 --> 00:06:13,224 Manchmal ist das der Fall, auch bei anderen Bauteilen, allerdings sind die 62 00:06:13,224 --> 00:06:15,724 Aufdrucke dann so klein, da brauchen sie eine Lupe. 63 00:06:15,824 --> 00:06:19,524 Man hat sich aus praktischen Gründen für eine Farbkodierung entschieden 64 00:06:20,064 --> 00:06:26,464 und da ist es wichtig, dass man den Toleranzring immer rechts hält. 65 00:06:26,464 --> 00:06:32,004 In der Abbildung sehen Sie einen braunen und einen goldenen Toleranzring. 66 00:06:32,576 --> 00:06:39,836 Die Toleranzen, wie der Name schon suggeriert, geben die Genauigkeit des jeweiligen Wertes innerhalb der Baugruppe an. 67 00:06:40,596 --> 00:06:50,356 Wenn Sie also einen 1% Toleranzwiderstand haben und Sie haben 100 Ohm, dann bewegt er sich vom tatsächlichen Wert zwischen 99 und 101 Ohm. 68 00:06:50,756 --> 00:06:53,976 Es ist auch klar, je weniger Toleranz, desto teurer das Bauteil. 69 00:06:54,356 --> 00:07:00,076 Üblich sind 5 und 10% Toleranzwerte bei 70 00:07:00,880 --> 00:07:04,280 Kohleschichtwiderständen, die Sie so in jedem Sammelkasten finden. 71 00:07:05,260 --> 00:07:08,180 Mit diesem Toleranzring auf der rechten Seite ausgerichtet 72 00:07:08,180 --> 00:07:11,500 haben Sie von links beginnen zwei oder drei 73 00:07:11,500 --> 00:07:14,060 Ringe, je nachdem, wie die Zahl 74 00:07:14,060 --> 00:07:15,340 konstruiert ist. 75 00:07:16,060 --> 00:07:20,420 Die ersten zwei oder drei Ringe sind immer die Ziffer und der letzte Ring 76 00:07:20,420 --> 00:07:24,400 vor der Toleranz ist der Multiplikator als Zehnerpotenz. 77 00:07:25,500 --> 00:07:26,580 Hier mal im Beispiel. 78 00:07:28,368 --> 00:07:32,728 Toleranz-Ring rechts ausgerichtet. Den blenden wir mal aus. Wir haben es mit vier 79 00:07:32,728 --> 00:07:38,588 Ringen zu tun. Das heißt drei Ringe für Zahlen, ein Ring für Toleranz. Erster Ring 80 00:07:38,588 --> 00:07:43,488 und dann gibt es dann so Farbtabellen. Ist gelb. Gelb ist eine 4. Wir schreiben einfach die 4 hin. 81 00:07:43,908 --> 00:07:48,628 Dann haben wir Lila. Lila ist die 7. Einfach 7 hinschreiben. 82 00:07:49,748 --> 00:07:54,288 Schwarz ist die 0. Die 0 hinschreiben und dann kommt der letzte Ring vor der 83 00:07:54,288 --> 00:07:56,308 Toleranz. Das ist der Multiplikator. 84 00:07:57,632 --> 00:08:02,932 Orange ist eine 3. 10 hoch 3. Dafür steht das. Also 3 Nullen dranhängen. 85 00:08:03,152 --> 00:08:09,832 4 7 Nullen haben wir hingeschrieben. 3 Nullen dranhängen. 470.000 Ohm oder 470 Kilo Ohm. 86 00:08:10,652 --> 00:08:17,812 So liest man das. Beim zweiten Beispiel, der Toleranzring. Hier Gold, also 5%. 87 00:08:17,812 --> 00:08:20,952 Plus Minus rechts ausgerichtet. Wir können ihn jetzt ausblenden. 88 00:08:21,184 --> 00:08:27,704 Es gibt 3 Ringe, d.h. 2 Ringe für die Ziffern, 1 für den Multiplikator. 89 00:08:28,284 --> 00:08:31,684 Gehen wir durch. Blau ist die 6. Schreiben wir die 6 hin. 90 00:08:32,544 --> 00:08:37,624 Dann grau ist die 8. Schreiben wir die 8 hin. Und dann sind wir an dem letzten Ring vor dem Toleranzring. 91 00:08:37,904 --> 00:08:43,884 Der ist rot, 2, also 10 hoch 2, also 100, also 2 Nullen dran packen. 92 00:08:44,284 --> 00:08:48,164 6,8 Nullen 0, 6.800 Ohm oder 6,8 Kilo Ohm. 93 00:08:50,162 --> 00:08:57,042 In der Praxis ist es so, dass die Farben nicht immer so hundertprozentig auseinanderzuhalten sind. 94 00:08:58,262 --> 00:09:04,142 Der sichere Weg, den tatsächlichen Widerstandswert, des Widerstands, den sie gerade in der Hand halten, 95 00:09:04,942 --> 00:09:07,182 zu bestimmen ist, sie messen den mit dem Messgerät nach. 96 00:09:07,582 --> 00:09:16,942 Da gibt es eine Einstellung "Widerstand", da stellen sie das Messgerät drauf ein, halten die beiden Fühler an das linke und das rechte Ende. 97 00:09:17,392 --> 00:09:21,752 des Widerstands und dann zeigt er ihnen den genauen Wert an. 98 00:09:23,012 --> 00:09:25,372 Neben dem Ablesen des Wertes 99 00:09:25,372 --> 00:09:30,652 ist noch zu erwähnen, dass Widerstände nicht in beliebigen Werten vorliegen, 100 00:09:30,792 --> 00:09:32,692 sondern in sogenannten E-Reihen. 101 00:09:33,892 --> 00:09:36,172 Die E-Reihen 102 00:09:36,172 --> 00:09:39,572 geben an, in wie viele Einzelwerte 103 00:09:39,572 --> 00:09:43,252 eine Dekade, also eine Zehnerpotenz, 104 00:09:43,652 --> 00:09:44,352 eingeteilt wird. 105 00:09:44,352 --> 00:09:46,372 Das heißt E3. 106 00:09:47,008 --> 00:10:03,588 Teilt die Werte 1 bis 10 in drei Stufen ein. Deswegen gibt es auch nur drei Widerstandswerte in der E-Reihe, E3-Reihe, während jetzt E12 zum Beispiel die Skala 1 bis 10 entsprechend E12-Werte einteilt. 107 00:10:03,928 --> 00:10:11,288 Sie haben also eine feinere Aufteilung. In der Praxis sind E12 und E24 am häufigsten. Nehmen wir mal 108 00:10:11,808 --> 00:10:40,008 hier E12 her. Das heißt, Sie haben ein, ein, 1,2, 1,5 und so weiter bis 8,2 und alle Zehnerpotenzen bis zu einem gewissen Endgrad. Das heißt 100 Ohm, 120 Ohm, 150 Ohm, 680 Ohm, 820 Ohm, wenn Sie die Dekade 100 bis 1000 hernehmen oder 1 Kilo Ohm, 1,2 Kilo Ohm, 1,5 Kilo Ohm bis 8,2 Kilo Ohm, wenn Sie die 109 00:10:40,008 --> 00:10:40,348 Dekade 100 bis 1000 hernehmen oder 1 Kilo Ohm, 2 Kilo Ohm, 1,5 Kilo Ohm, 1,2 Kilo Ohm bis 8,2 Kilo Ohm, 1,2 Kilo Ohm bis 8,2 Kilo Ohm. 110 00:10:41,104 --> 00:11:08,884 Wenn Sie die 1000er Dekade hernehmen, 1000 bis 10.000 Ohm, wenn Sie also eine Schaltung entwickeln und theoretische Werte für Widerstände berechnen, dann schauen Sie in die E-Reihe, fragen sich, welche Leistung muss der Widerstand aushalten, welche Toleranz wollen Sie und wie genau wollen Sie an dem theoretisch berechneten Wert rankommen. Wenn das sehr genau sein muss, 111 00:11:08,884 --> 00:11:09,004 dann schauen Sie in die E-Reihe, fragen Sie in die E-Reihe. Wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, fragen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie 112 00:11:09,040 --> 00:11:37,160 in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Reihe, wenn das sehr genau sein muss, dann schauen Sie in die E-Re 113 00:11:37,160 --> 00:11:37,740 e 114 00:11:37,936 --> 00:11:40,696 sprich in der Elektronik 115 00:11:41,376 --> 00:11:45,296 hat jedes Baurental eine Toleranz und 116 00:11:45,296 --> 00:11:52,116 das kommt da nicht auf die dritte Nachkommastelle an. Da muss man sich so ein bisschen dran gewöhnen, wenn man 117 00:11:52,116 --> 00:11:56,616 jetzt vielleicht aus der Mathematik kommt, wo alles exakt ist, das ist in der Elektrotechnik 118 00:11:56,616 --> 00:11:57,836 eher weniger so. 119 00:12:07,936 --> 00:12:09,196 Das war's für heute.