0 Hersteller von Feste Widerstände im Jahr 2025

Was ist ein Festwiderstand ?

Ein Festwiderstand ist ein elektrischer Widerstand, dessen Widerstandswert fest ist und nicht verändert werden kann.

Ein Widerstand bezieht sich auf ein Schaltungselement, das den Stromwert steuert. Wäre der Widerstand des Stromkreises 0 Ω, würde der Stromkreis kurzgeschlossen werden und ein großer Strom fließen. Um dies zu verhindern, wird der Widerstand zwischen den Widerständen eingefügt, um den entsprechenden Strom zu steuern.

Zu den Widerständen gehören variable Widerstände, deren Widerstandswert frei verändert werden kann und Festwiderstände, deren Widerstandswert eingestellt werden kann.

Anwendungen von Festwiderständen

Festwiderstände sind grundlegende Schaltungselemente, die in allen elektronischen Schaltungen verwendet werden und haben eine Vielzahl von Anwendungen. Zu den spezifischen Anwendungen gehören:

• Strombegrenzung in elektronischen Schaltungen
• Spannungsteiler
• Erkennung von Stromwerten
• Pull-up- und Pull-down-Widerstände zur Einstellung der Spannung von Digitalsignalen
• Aktive Filterschaltungen in Kombination mit Kondensatoren und Operationsverstärkern
• Schaltungsschutz bei Blitzüberspannungen und anderen Einschaltströmen

Funktionsweise von Festwiderständen

Wenn Strom durch einen Widerstand fließt, stoßen Elektronen wiederholt mit den Atomen des Widerstandselements zusammen. Jeder Zusammenstoß verringert die Geschwindigkeit der Elektronenbewegung, wodurch die Anzahl der in einer bestimmten Zeit durchfließenden Elektronen abnimmt. Die Anzahl der pro Zeiteinheit durchlaufenden Elektronen ist der Stromwert, so dass die Kollisionen mit dem Widerstandselement das Wesen des Widerstands ausmachen.

Wenn Elektronen mit Atomen zusammenstoßen, wird außerdem ein Teil der Energie der Elektronen in Wärme umgewandelt, die Joule-Wärme. Zwischen dem Strom, der durch einen Festwiderstand fließt, der angelegten Spannung und dem Widerstandswert gilt das Ohmsche Gesetz: Spannung = Strom x Widerstand. Auf dieser Grundlage wird beim Entwurf einer Schaltung ein Festwiderstand mit einem geeigneten Widerstandswert auf der Grundlage der angelegten Spannung und des Stromwerts ausgewählt.

Wenn Strom durch einen Festwiderstand fließt, entsteht an beiden Enden des Widerstands eine Potenzialdifferenz und die Leistung, die sich aus Stromwert x Potenzialdifferenz ergibt, wird als Joule-Wärme verbraucht. Wenn diese Leistungsaufnahme zu hoch ist, kann der Widerstand durchbrennen, weshalb Vorsicht geboten ist.

In den Spezifikationen von Festwiderständen wird die Nennleistung angegeben, d. h. der Höchstwert der Leistung, die kontinuierlich aufgenommen werden kann. Festwiderstände werden in der Regel mit 50 % oder weniger der Nennleistung verwendet, aber die Auswahl der Komponenten sollte auf dieser Grundlage erfolgen.

Arten von Festwiderständen

Festwiderstände lassen sich hinsichtlich ihres Aufbaus in die folgenden drei Typen einteilen:

1. Bedrahteter Typ

Beim bedrahteten Typ sind die Zuleitungsdrähte an beiden Enden des Festwiderstands mit den Elektroden verbunden und zum Löten vorgesehen, indem die Zuleitungsdrähte durch Löcher in einer Leiterplatte geführt werden. Je nach dem Material des Widerstandselements können sie in folgende Typen unterteilt werden:

Kohleschichtwiderstände
Dies sind Widerstände mit Kohlenstoff, der als Widerstandselement auf der Oberfläche von Porzellan oder anderen Materialien haftet, auch bekannt als Kohlewiderstände. Die Oberfläche des Porzellans ist mit spiralförmigen Rillen versehen, deren Breite und Länge zur Einstellung des Widerstandswertes ausschlaggebend sind.

Da sie preiswert sind, werden sie häufig in allgemeinen Schaltkreisen verwendet, haben aber einen großen Widerstandsfehler, wobei das übliche Produkt eine Genauigkeit von etwa 5 % des Nennwiderstandswertes aufweist. Außerdem sind sie den metallischen Widerstandselementen in Bezug auf die Rauschentwicklung unterlegen.

Metallfilmwiderstände
Es gibt zwei Arten von Widerständen: Dickschichtwiderstände, bei denen eine Widerstandspaste gesintert wird und Dünnschichtwiderstände, bei denen das Widerstandselement abgeschieden wird. Die Dickschichttypen zeichnen sich durch einen geringen Widerstandsfehler von etwa 1 % aus, während die Dünnschichttypen noch präziser sind, wobei einige einen Fehler von 0,05 % angeben.

Sie werden in Messgeräten und Audioprodukten verwendet, wo genaue Widerstandswerte erforderlich sind.

Metalloxidschichtwiderstände
Diese Widerstände bestehen aus Metalloxid wie Zinnoxid, das auf der Oberfläche von Porzellan als Widerstandselement gebildet wird. Sie haben eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und können relativ viel Leistung aufnehmen, weshalb sie hauptsächlich in Schaltungen mit mittlerer Leistung wie z. B. in Netzteilen verwendet werden.

Metall-Glasur-Schichtwiderstände
Diese Widerstände verwenden eine Mischung aus Metall, Metalloxid und Glas als Widerstandselement und haben eine Dickschichtstruktur mit stabilen Eigenschaften und sind resistent gegen Umweltveränderungen. Sie haben auch eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Dieses Widerstandselement wird nicht nur in bedrahteten Widerständen, sondern auch in Chip-Widerständen verwendet.

2. Oberflächenmontierter Typ

Die oberflächenmontierbaren Typen ohne befestigte Leitungen sind für die Oberflächenmontage vorgesehen. Diese Methode der Montage von Bauelementen auf der Oberfläche einer Platine kann den Platz auf der Platine verringern und wurde daher aktiv in elektronischen Geräten eingesetzt, bei denen ursprünglich eine Miniaturisierung erforderlich war, aber oberflächenmontierte Bauelemente sind jetzt der Mainstream.

Aus struktureller Sicht lassen sich oberflächenmontierte Widerstände in zwei Typen einteilen: rechteckige Chip-Widerstände und zylindrische Chip-Widerstände.

Rechteckige Chip-Widerstände
Die Widerstände verwenden Metallglasur als Widerstandselement.

Zylindrische Chip-Widerstände
Ursprünglich ein bedrahteter Widerstand, bei dem der Anschlussdraht entfernt wurde, haben diese Widerstände heute ein Widerstandselement aus Kohlenstoff- oder Metallfilm.

Zylindrische Chip-Widerstände waren die ersten, die sich als oberflächenmontierbare Widerstände durchsetzten, aber aufgrund ihrer einfachen Handhabung beim Löten sind rechteckige Chip-Widerstände heute weit verbreitet.

3. Drahtgewickelte Widerstände

Ein drahtgewickelter Widerstand ist ein Widerstandselement, ein spiralförmig gewickelter Metalldraht. Die Struktur eines gleichmäßig gewickelten Metalldrahtes mit fester Länge ermöglicht es, den Widerstandswert mit hoher Präzision einzustellen und eine große Leistungskapazität bereitzustellen. Durch eine geeignete Auswahl des Widerstandselements kann die temperaturbedingte Änderung des Widerstandswerts unterdrückt werden.

Aufgrund seines Wicklungsaufbaus weist er jedoch eine Spuleninduktivität in Bezug auf den Wechselstrom auf und je höher die Frequenz, desto größer ist die Impedanz, was zu einem geringeren Strom führt. Diese Eigenschaft wirkt sich im Hochfrequenzbereich negativ aus, so dass eine nichtinduktive Wicklung verwendet werden kann, um dies zu verhindern.

Metallummantelte Widerstände
Hierbei handelt es sich um einen drahtgewickelten Widerstand mit einer Metallummantelung. Da sie für den Einsatz in Schaltkreisen mit hoher Leistung vorgesehen sind, verfügen einige von ihnen über einen Kühlkörper oder wärmeableitende Rippen als Gegenmaßnahme zur Wärmeentwicklung.

Emaillierte Widerstände
Ein Metalldraht, der als Widerstandselement dient, wird um einen Kern aus Porzellan oder einem ähnlichen Material gewickelt und zum Schutz mit einer Emaillehülle versehen. Aufgrund ihrer hitzebeständigen Konstruktion werden sie in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine Wärmeentwicklung des Widerstands unvermeidlich ist.

Bei Emaille handelt es sich übrigens um eine glasartige Glasur, die bei hohen Temperaturen auf die Oberfläche von Metallwerkstoffen wie Eisen, Aluminium und Edelstahl gebrannt wird.

Zementwiderstände
Ein drahtgewickelter Widerstand, der in einem Porzellangehäuse untergebracht und mit Zement überzogen ist. Eine ähnliche Struktur wird manchmal für Oxidschichtwiderstände verwendet. Der Zement bietet einen starken Schutz und macht sie extrem widerstandsfähig gegen Hitze und Vibrationen. Sie werden für Schaltungen mit hoher Leistung verwendet.