Widerstandsberechnung

Hallo!

Zugegeben, ich habe seit vielen Jahren nichts mehr mit Elektronik zu tun gehabt. Ich wollte nun folgende einfache Schaltung realisieren:

Gegeben ist eine Spannungsquelle mit 13 Volt DC und ein Glühbirnchen mit den Werten 6V 3W, welches ich aber nur bei 4V betreiben will. In Reihe ist ein Widerstand mit 22 Ohm geschaltet, um die Spannungsdifferenz zu "verbraten".

Das Lämpchen brennt auch genau so (hell), wie ich es mir vorgestellt hatte. Der Strom, der in der Schaltung fließt, entspricht mit ca. 0,5A (gemessen) auch etwa dem, was ich ausgerechnet hatte. Der (Draht-)widerstand, auf 11 Watt ausgelegt, wird aber so heiß, daß der das sicher nicht lange aushält.

Nun ging ich einfach davon aus, daß P=U*I, also P = 9V * 0,5A = 4,5W, wobei ich wohl einen Denkfehler eingebaut habe. Daher die Frage: Welche Leistung muß der Vorwiderstand verbraten können, bzw. was habe ich übersehen...?

Bitte nicht lachen, es ist übrigens auch keine Hausaufgabenfrage, ich hab' wirklich seit meiner Schulzeit nichts elektrisches mehr gebastelt ;-)

Volker

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Volker Englisch
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Volker Englisch schrieb:

Doch, wird er, der ist dafür ausgelegt.

Auch wenn deine Messwerte nicht auf einen 22R, sondern einen 18R Widerstand hindeuten, du hast dich nicht vertan.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Volker Englisch schrieb:

[...]

Was ist bei dir "heiss"? Drahtwiderstände werden im normalen Betrieb heisser als z.B. Kohleschichtwiderstände. Weil die verwendeten Materialien (Keramik, Widerstandsdraht, hitzefeste Einbettmasse) durchaus ein paar hundert Grad im Dauerbetrieb vertragen, ist "fingerverbrennheiss" bei Drahtwiderständen nichts ungewöhnliches und noch im normalen Bereich.

Sichtbar glühen sollte er allerdings nicht :-)

Zur Lampe wäre zu sagen, dass die bei geringerer Betriebsspannung auch einen geringeren Widerstand als bei normaler Belastung hat. Faustformel bei Halogenlampen: Einschaltstrom im kalten Zustand bis zu zehn mal so viel wie bei "Betriebswärme". Daraus folgt auch eine etwas höhere Belastung am Widerstand als berechnet.

Eine Strom/Spannungskennlinie für Glühlampen habe ich aber nicht zur Hand. Du kannst ja den Spannungsabfall am Widerstand messen und die tatsächlich verbratene Leistung ausrechnen. Die zugelassenen 11 Watt kannst du aber bei 13 Volt und 22 Ohm gar nicht erreichen, selbst wenn die Lampe null Ohm hätte.

MFG, Andy

--
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Andreas Haimberger

Volker Englisch schrieb:

Das Drahtwiderstände bei Nennbelastung 200-300 °C warm werden. Also höher belastbaren Typ oder einen Kühlkörper verwenden.

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Klaus Butzmann

Volker Englisch schrieb:

Ergänzung: die gängigen 11W Keramikwiderstände haben einen Wärmewiderstand von 25K/W, mit den 4,5W wird er also 112K wärmer als die ihn umgebende Luft, bei reiner Konvektionskühlung.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

kleiner Denkfehler: nimm einfach die Werte die Du sicher weißt:

22Ohm*0,5A=11V am Widerstand, also 2V an der Lampe

daraus folgt 5,5W am Widerstand und 1W an der Lampe

dass der Widerstand 11W verträgt bedeutet nicht zwingend, dass er auch jede daraus entstehende Temperatur verträgt

aber wie die anderen schon sagten: Temperaturen sind schwer zu schätzen, es gibt aber günstige Multimeter mit Temperaturfühler, wenn du es genau wissen willst

ich vermute du schätzt die Temperatur falsch ein; so ein Leistungswiderstand verträgt eine Menge; z.B. auch mehr als ein Leistungshalbleiter; man muß nur aufpassen, dass er sich nicht auslötet ;)

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Emil 'nobs' Obermayr

Hallo Andreas,

Man sollte auch aufpassen, dass es nicht so ein "Sicherungswiderstand" aus der Uraltbastelkiste ist. Die waren frueher in Fernsehern drin und wenn man sie ueberlastet, geht eine Loetstelle auf. Dabei kann schon mal fluessiges Loetzinn durch die Bude fitschen.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Klaus Butzmann schrieb:

Die üblichen Keramikklötze bis 350°C!

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Langer Tag, bitte mehr -v dazu :)

Gruß, Mario

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Mario F. Duhanic

das sollte nur eine Hintergrundinfo sein: die "11W" sind an irgendwelche Specs gebunden; mal extrem gesprochen: wenn du ihn in Watte packst, wird die Watte wohl bald brennen :)

Normalerweise ist eine gemässigte "free air temperature" ausreichend; wie Dieter schrieb: mit einem angenommen Wärmewiderstand gegen "free air" von

25K/W wird er bei 11W eben ca 300°C warm. Da ist dann klar, dass man sowas nicht mehr löten sollte und dass man in direkter Nähe keine Halbleiter betreiben kann und auch kein Kunststoff oder Brennbares sein sollte.

In deinem Fall sind es aber "nur" ca 150°C.

Dem Widerstand dürfte das noch nicht schaden, aber Du solltest Dir schon überlegen, ob ein kleiner Schaltwandler hier nicht vielleicht die schlauere Schaltungsvariante ist; eine simple Schaltung mit konstantem Pulsverhältnis würde es ja tun.

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Emil 'nobs' Obermayr

Dieter Wiedmann schrieb:

Jetzt ist's klar, danke für die Info. Ich habe lediglich anhand der Millisekunden, die ich den Widerstand berühren konnte, auf "zu heiß" getippt. Wo findet man eigentlich diese Werte (K/W) für andere Keramikwiderstände?

Auch den anderen herzlichen Dank, Ihr habt doch einiges Licht in mein Dunkel gebracht :-)

Volker

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Volker Englisch

Volker Englisch schrieb:

Datenblatt des Herstellers natürlich.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Ooch, gute Keramikwiderstände halten das ewig aus. Hellgelbes Aufblitzen, durchs Keramik zu sehen, halten sie etwa 10x aus (diese mit quadratischem Querschnitt und "U-Schiene"). War das Ende meiner Einschaltstrom- begrenzung... Definitiv gefährlich: Diese Hochlastwiderstände im schicken Alugehäuse. Bei starker Überlastung produ- zieren die Überdruck, bis ein Ende rausfliegt. Das klingt nicht nur wie ein Pistolenschuss, sondern ist auch ähnlich gefährlich. Was mir ebenfalls auch schon explodiert ist, war ein uralt-Keramikwiderstand. Er bestand aus einem ca. 1.5 cm dicken glatten Keramikrohr, nur ca. 2cm lang. Der Widerstandsdraht war sehr fein, ca. 0.2mm oder noch weniger, und er war äusserst dicht an dicht aufgewickelt. Keine Ahnung, wie so etwas produziert wird, keine Haftschicht, nix. Die Erwärmung bei Über- lastung hat dann offenbar die Drähtchen genügend ausgedehnt, dass es zur Berührung gekommen ist.

Naja, dafür gehen mir so gut wie nie Halbleiter kaputt, was ich mir ebenfalls nicht erklären kann.

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

Hallo,

Rolf_Bombach schrieb:

Der Draht hat nur mäßige thermische Ausdehnung. Möglicherweise ist er auch kräftig vorgespannt, was der Temperaturstabilität des Widerstands zugute kommt. Wenn es zu heiß wird, können plastische Dehnungen auftreten, dann ist der Kurzschluss vorprogrammiert.

Ja das schafft man. Ich habe das auch schon mit Widerstände mit 1mm dickem Widerstandsdraht geschafft.

Marcel

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Marcel Müller

Rolf_Bombach schrieb:

Naja, bei mir ist neulich das Keramikgeh=E4use geplatzt, als ich einen 10W-Wisderstand aus Versehen mit 20W belastet habe.(unspektaktul=E4r) Es war son Mehrfach- widerstand mit 1,2,4,8 Ohm drin. Den sollte man benutzen, wenn man irgendeinen un=FCblichen Widerstandswert braucht. Ich weiss garnicht, ob es diese Widerst=E4nde heute noch zu kaufen gibt.

Eigentlich sind diese Widerstandsdr=E4hte aber aussen isoliert (Meist durch Oxidation)

Naja, da ein Halbleiter ja nur "halb" ist, ist er ja eigentlich schon kaputt.

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"Halb-Leiter" Gruss Harald

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Harald Wilhelms

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