Wie wähle ich die beste Widerstandsleistung aus?

Eine der wichtigsten Überlegungen, die Schaltungsdesigner bei der Zuweisung von Widerständen in ihren Designs anstellen müssen, ist die geeignete Nennleistung der Komponenten. Die Nennleistung des Widerstands basiert auf der thermischen Belastung, die eine Komponente dauerhaft aushalten kann, und wird in Watt angegeben. Es gibt eine gute Auswahl an Standard-Watt-Widerständen mit vielen weiteren zusätzlichen Nennwerten, die auf Bestellung für bestimmte Anwendungen hergestellt werden. Typische, handelsübliche Nennleistungen reichen von 1/8 Watt bis 50 Watt, obwohl weit größere Exemplare regelmäßig kundenspezifisch angefertigt werden. Im Allgemeinen ist eine Widerstandsnennleistung von bis zu zwei Watt ein lineares Kohlenstoffdesign; größere Beispiele umfassen Keramikbasis, drahtgewickelte Komponenten.

Wie der Name schon sagt, funktionieren Widerstände, indem sie dem Fluss von elektrischem Strom durch sie einen Widerstand entgegensetzen. Dieser Vorgang erzeugt im Widerstand Wärme, deren Ausmaß ein Produkt der beteiligten Stromstärke ist. Mit anderen Worten, je höher der Strom durch den Widerstand fließt, desto heißer wird er. Wird ein Widerstand einem zu hohen Strom und daraus resultierenden Wärmebelastungen ausgesetzt, wird er schließlich zerstört. Der von einem Widerstand geleitete Strom variiert entsprechend mehreren anderen Merkmalen der Schaltung, wodurch die korrekte Nennleistung des Widerstands zu einem kritischen Teil des Schaltungsdesigns wird.

Die Nennleistung von Widerständen wird in Watt angegeben, wobei gängige Nennwerte von kleinen 1/8-Watt-Varianten bis hin zu speziellen Hoch-Watt-Widerständen von mehreren hundert Watt reichen. Die durchschnittlichen Widerstände auf den meisten Leiterplatten sind lineare Kohlenstofftypen mit Nennleistungen von 1/8 bis 2 Watt. Widerstände über 2 Watt folgen nicht mehr dem Standard-Carbon-Körper-Design und verwenden einen Keramikträger mit freiliegenden Drahtwicklungen. Diese Typen von Hochleistungswiderständen haben typischerweise eine Nennleistung zwischen 5 und 50 Watt und verfügen manchmal über mehrere Abgriffanschlüsse, die eine Auswahl verschiedener Widerstandswerte in einem Gehäuse ermöglichen. Widerstände mit größerer Wattzahl sind im Allgemeinen zweckgebunden und können integrierte Kühlkörper enthalten, um die hohen thermischen Belastungen, die sie entwickeln, abzuleiten.

Die Nennleistungen der meisten kleineren Kohlewiderstände werden im Allgemeinen visuell entsprechend der physischen Größe jedes einzelnen festgelegt. Auf größere drahtgewickelte oder metallgekapselte Widerstände ist im Allgemeinen die Widerstandsnennleistung aufgedruckt. Um zu berechnen, welcher Watt-Widerstand in einer bestimmten Anwendung benötigt wird, muss zuerst das Ohmsche Gesetz angewendet werden, um die Stromstärke zu bestimmen, die der Widerstand tragen kann. Sobald dies festgestellt wurde, kann die Standardleistungsberechnungsformel von Watt gleich Ampere mal Volt verwendet werden, um zu bestimmen, welche Watt-Widerstände erforderlich sind. Mit anderen Worten, ein Widerstand, der 12 Volt bei 6 Milliampere durchlässt – 12 x 0.006 Ampere – erfordert einen 0.072-Watt-Widerstand; Dies bedeutet, dass jeder der standardmäßigen 1/8-Watt-Widerstände ausreichend ist.