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Elektrische Widerstände sind passive elektrische Bauteile, die den Stromfluss in einem Stromkreis begrenzen. Widerstände können aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein. Einige der am häufigsten verwendeten Materialien sind Metall und Kohlenstoff. Widerstände auf Kohlenstoffbasis sind Widerständen auf Metallbasis vorzuziehen, bei denen induktive Interferenz ein Problem darstellt. Für viele analoge elektrische und elektronische Schaltungen können metallbasierte Widerstände (wie der Drahtwiderstand) ohne negative Auswirkungen verwendet werden.
Wie ein Drahtwiderstand funktioniert
Der elektrische Stromfluss erklärt sich aus einer physikalischen Beziehung, die Georg Simon Ohm, ein deutscher Physiker des 19. Jahrhunderts, entdeckte. Diese Erklärung wird als "Ohmsches Gesetz" bezeichnet.
Das Ohmsche Gesetz erklärt, dass die Spannungsdifferenz in einem Stromkreis das Produkt des Stromwerts (in Ampere) multipliziert mit dem Widerstandswert des Stromkreises (in Ohm) ist. Anders erklärt: Ein elektrischer Stromkreis mit einer Differenz von 2 Volt und einem Strom von 1 Ampere hat einen Widerstand von 2 Ohm.
Alle elektrisch leitenden Materialien sind auch etwas resistiv. Aus diesem Grund kann auch ein guter elektrischer Leiter, beispielsweise ein Metalldraht, als Widerstand verwendet werden. Der Widerstand kann durch Begrenzen der Drahtdicke und durch Erhöhen oder Verringern des Leiterwegs durch den Draht eingestellt werden. Der Widerstand kann auch durch Drahtmaterial gesteuert werden. Einige Metalle wie Gold, Silber und Kupfer sind ausgezeichnete elektrische Leiter und haben einen niedrigeren Widerstandswert. Andere Metalle wie Eisen, Zinn oder Platin leiten den elektrischen Strom aufgrund ihrer höheren Widerstandswerte nicht sehr gut.
Erstellen eines Drahtwiderstandes
Um einen Drahtwiderstand zu erzeugen, müsste ein Stück Draht als Pfad für den elektrischen Strom dienen, der von einem Ende des Widerstands zum anderen fließt. Um einen Widerstand mit einem kleinen Widerstandswert (oder Ohm-Wert) zu erstellen, verwenden Sie einen dickeren, kürzeren Draht als Pfad zwischen den beiden elektrischen Leitungen. Verwenden Sie einen dünneren, längeren Draht, um einen Widerstand mit einem höheren Ohm-Wert zu erzeugen.
Wie der Name vermuten lässt, ist ein Drahtwiderstand typischerweise auf irgendeine Weise um ein elektrisch isoliertes Material (wie Kunststoff oder Keramik) gewickelt. Um den Leiterweg zu verlängern und den Ohm-Wert zu erhöhen, wickeln Sie mehrmals einen längeren Draht um den Isolator. Ein direkterer Pfad senkt den Ohm-Wert und lässt mehr Strom durch.
Ein weiterer Faktor bei der Herstellung eines Drahtwiderstands ist die Art des verwendeten Drahtes. Stahldraht ist kein so guter Leiter wie Kupferdraht; Daher kann Stahldraht verwendet werden, wenn ein größerer Widerstandswert benötigt wird.