Widerstände sind elektrische Geräte, die den Stromfluss durch einen Stromkreis steuern und einen Spannungsabfall zwischen zwei Punkten erzeugen. Sie sind ein notwendiger Bestandteil der meisten modernen Elektronik. Sie beruhen auf dem sogenannten Ohmschen Gesetz, das besagt, dass die Spannungsverschiebung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Enden eines Leiters proportional zum Stromfluss durch den Leiter gehalten wird. Als Formel wird das Ohmsche Gesetz normalerweise V = IR geschrieben, wobei V die Spannung darstellt, I den Strom in Ampere und R den Widerstandswert in Ohm.
Es ist wichtig zu erkennen, dass das Ohmsche Gesetz mit dem umgehen soll, was als ideale Widerstände bezeichnet werden könnte, die in der realen Welt nicht existieren können. Das Ohmsche Gesetz nähert sich daher dem, was in der Realität passiert, an, aber in fast allen Fällen liegt die Annäherung nahe genug am wahren Wert, um so behandelt zu werden, als ob er exakt wäre. Der Grund dafür, dass Widerstände in der realen Welt nicht in perfekter Übereinstimmung mit dem Ohmschen Gesetz funktionieren können, liegt darin, dass in jeder gegebenen Situation eine Reihe von Variablen, einschließlich äußerer Hitze, äußerer Verzerrung und Umgebungsgeräusche, den Stromfluss durch einen Widerstand minutiös beeinflussen.
Es gibt fünf Haupttypen von Widerständen, die jeweils anders auf einem Schaltplan gezeichnet sind. Festwertwiderstände werden durch einen einfachen Zick-Zack dargestellt, variable Widerstände sind ein Zick-Zack mit einer diagonalen Pfeillinie, Potentiometer sind ein Zick-Zack senkrecht zu einer Pfeillinie, Thermistoren sind ein Zick-Zack mit eine Linie, die sich diagonal durchläuft und in einer flachen Linie endet, und Fotowiderstände werden durch zwei abgewinkelte und mit Pfeilen versehene Linien dargestellt, die auf einen Zickzack zeigen. Die festen und variablen Typen haben die breitesten Anwendungen und sind in den meisten elektronischen Geräten zu finden.
Festwiderstände sind einfache Grundwiderstände mit einem nicht veränderbaren Widerstandswert. Ein variabler Widerstand ist ein einfacher Widerstand, sein Wert kann jedoch mit einem Regler eingestellt werden. Ein Potentiometer ist eine Art variabler Widerstand. Thermistoren haben einen variablen Widerstandswert, der sich an die Temperatur anpasst; sie können in elektronischen Thermostaten und auch in vielen Fernsehgeräten verwendet werden. Fotowiderstände passen ihren Widerstand basierend darauf an, wie viel Licht mit ihnen in Kontakt kommt und sind für lichtbetätigte Schalter nützlich.
Der Wert eines Widerstands wird normalerweise durch eine Reihe von farbigen Streifen auf seiner Oberfläche angegeben. In den meisten Fällen gibt es vier Farbbänder. Die ersten beiden Bänder stellen den Basiswert des Widerstands als zweistellige Zahl dar, das dritte Band gibt einen Multiplikator und das vierte Band gibt die Toleranz an. Widerstände, deren Wert eine höhere Genauigkeit erfordert, haben fünf Bänder, wobei die ersten drei den Widerstand als dreistellige Zahl darstellen und die vierte und fünfte Zeile Multiplikator bzw. Toleranz darstellen.
Das Auslesen eines Widerstands mag zunächst komplex erscheinen, ist aber eigentlich ganz einfach. Zuerst müssen wir wissen, was die Farben bedeuten. Als Widerstandswertzahlen sind das:
Schwarz 0 Braun 1 Rot 2 Orange 3 Gelb 4 Grün 5 Blau 6 Violett 7 Grau 8 Weiß 9
Die restlichen Farben Gold und Silber werden nicht für Widerstandswerte verwendet. Als Multiplikatoren stehen die Farben für:
Schwarz x1 Braun x10 Rot x100 Orange x1,000 Gelb x10,000 Grün x100,000 Blau x1,000,000 Violett x10,000,000 Gold x0.10 Silber x0.01
Schließlich sind Toleranzwerte:
Braun 1 % Rot 2 % Grün 0.5 % Blau 0.25 % Violett 0.10 % Grau 0.05 % Gold 5 % Silber 10 %
Keine Farbe repräsentiert 20 %.
Wenn also die Bänder eines Widerstands orange-grün-orange-gold sind, wissen wir, dass sein Widerstand 35,000 Ohm mit einer Toleranz von plus oder minus 5 % beträgt. Wenn es als braun-rot-gelb-braun-blau gebändert ist, wissen wir, dass der Widerstand 1,240 Ohm mit einer Toleranz von plus oder minus 0.25% beträgt. Bei diesen Geräten werden heutzutage immer häufiger neben oder anstelle des Farbcodes auch die Zahlenwerte für Widerstand und Toleranz angegeben. Die beiden obigen Beispiele würden als 35k 5% bzw. 1.24k .25% geschrieben. Einige europäische Versionen verwenden das ‚k‘ anstelle einer Dezimalstelle und geben das zweite Beispiel stattdessen als 1k24 .25% wieder.