Ein Widerstand ist ein genormtes elektrisches Bauteil, das in vielen elektrischen Schaltkreisen zum Einsatz kommt. Je nach Verwendungszweck gibt es mehrere Varianten elektrischer Widerstände, der bekannteste von ihnen ist jedoch der Vorwiderstand, der in einer Schaltung den elektrischen Strom begrenzt und damit an die Verbraucher anpasst. Zudem ist der Widerstand eine physikalische Größe und Einheit in der Elektrotechnik, die von Georg Simon Ohm entdeckt und begründet wurde.

Das Prinzip des Widerstands

Das Prinzip auf dem alle elektrischen Widerstände beruhen ist das ohmsche Gesetz. Der Physiker Georg Simon Ohm hat herausgefunden, dass Spannung und Stromstärke innerhalb einer elektrischen Schaltung proportional zueinander sind. Erhöht man in einem elektrischen Schaltkreis bei gleichbleibendem Widerstand die Spannung, steigt die Stromstärke proportional an. Erhöht sich jedoch der Widerstand und die Spannung bleibt gleich, sinkt der elektrische Strom im Verhältnis 1/R. Die dazu von Ohm aufgestellte Formelgleichung lautet: U = R * I

Elektrische Widerstände ähneln Steinen, die in einem Fluss das Wasser aufhalten.

Elektrische Widerstände ähneln Steinen, die in einem Fluss das Wasser aufhalten.

Durch Umstellung der Formel lassen sich also nicht nur alle Vorwiderstände, sondern auch die elektrischen Ströme und Spannungen innerhalb einer Schaltung errechnen. Zu beachten ist jedoch, dass das Verhalten von Widerständen sich bei Parallelschaltungen und Reihenschaltungen verändert. Während die Widerstände in Reihenschaltungen aufaddiert werden und der Strom gleichbleibend ist, gilt in Parallelschaltungen, dass die Summe der Widerstände in der Parallelschaltung geringer ist als ihr kleinster Einzelwiderstand, der Strom teilt sich nach den Kirschhoffschen Regeln an den Knotenpunkt auf, während die Spannung an allen Messpunkten gleich bleibt. Nicht anwendbar sind die ohmschen Formeln bei Schaltkreisen mit Halbleitern, da diese ihren spezifischen Widerstand mit steigender Temperatur verändern. Diese besonders in der Mikrotechnik vorkommenden Schaltkreise bezeichnet man auch als „nicht ohmsche Widerstände“. Ebenso von den ohmschen Gesetzen ausgenommen sind Supraleiter.

Kodierung von Widerständen

Je nach Bauform haben elektrische Widerstände eine spezielle Kodierung, mit deren Hilfe sich der spezifische Widerstand sowie die Wärmeeffizienz und die Toleranz bestimmen lässt. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Spannungsquelle Schwankungen ausgesetzt ist, die durch den Widerstand aufgefangen werden sollen. Die typische Kodierung von Widerständen ist die bis heute geläufige Farbkodierung. Hier wird durch Ringe in verschiedenen Farben mittels Multiplikatorberechnung der Widerstand bestimmt. So steht beispielsweise ein roter Ring nach DIN 41429 entweder für den Wert 2, den Multiplikator 10²=100 oder für die Toleranz +-2%. Da die elektrischen Bauteile heute jedoch wesentlich kleiner sind als früher, hat sich im Laufe der Jahre eine andere, effizientere Kodierung durchgesetzt, bei der nur noch 3 Zahlen oder Buchstaben nötig sind. Steht auf einem SMD-Widerstand also beispielsweise 1M5 hat dieser einen Wert von 1,5 M?. Zudem wird auf die Angabe einer Toleranz verzichtet. Stattdessen werden SMD-Widerstände in Toleranzklassen der E-Reihe eingeteilt.