Passive Bauelemente

Wie Sie Datenblätter zur Auswahl von Widerständen richtig nutzen

| Redakteur: Thomas Kuther

Qual der Wahl bei der Auswahl eines Widerstands: Das Datenblatt kann dabei wertvolle Hilfestellung bieten – wenn man es richtig nutzt.
Qual der Wahl bei der Auswahl eines Widerstands: Das Datenblatt kann dabei wertvolle Hilfestellung bieten – wenn man es richtig nutzt. (Bild: Isabellenhütte)

Bei der Auswahl eines Widerstands für die eigene Applikation gibt es einiges zu beachten. Ein Datenblatt kann dabei wertvolle Hilfestellung bieten – wenn man es richtig nutzt. Wir haben Thomas Otto, Head of Application Management Passive Components bei Isabellenhütte Heusler, nach den im Datenblatt angegebenen Parametern gefragt und wie man einzelne Größen selbst berechnet. So erhalten Entwickler das passende Bauteil für ihre Anwendung.

ELEKTRONKPRAXIS: Herr Otto, wer rechnen kann, ist klar im Vorteil? Oder wie sollte ein Entwickler an die Auswahl eines Widerstands für seine Applikation herangehen?

Thomas Otto: Zusammengefasst stimmt das. Man sollte sich nicht nur auf einen reinen Datenblattvergleich verlassen, denn dieser Vergleich führt nicht immer zum am besten geeigneten Bauteil. Mit ein paar Hintergrundinformationen und Berechnungen ergibt sich der passende Widerstand – und es lässt sich oft auch noch Geld sparen. Dazu muss man die Parameter kennen und anwenden können.

Welche sind das?

Bei der Stromerfassung über einen Widerstand gilt es, vor allem die Parameter Platzbedarf, Einsatztemperatur, Verlustleistung, Temperaturverhalten, Toleranz und die Fertigungstechnologie zu berücksichtigen.

Wie gehe ich als Entwickler dann vor, wenn ich einen Widerstand benötige?

Dazu möchte ich ein wenig ausholen und einige Grundlagen der Stromerfassung erläutern:

Bei der Stromerfassung über einen Widerstand wird nach dem Ohmschen Gesetz der Spannungsabfall als direktes Maß für den Strom ausgewertet. Das ist völlig unkritisch bei Widerstandswerten über 1 Ω und Strömen von einigen 100 mA. Die Situation ändert sich jedoch vollständig, wenn Ströme im Bereich oberhalb von 10 bis 20 A im Spiel sind, denn hier kann man im Allgemeinen die im Widerstand entstehende Verlustleistung P = I2 . R nicht mehr vernachlässigen. Jeder Entwickler wird versuchen, die Verlustleistung durch niedrigere Widerstandswerte zu begrenzen, aber da gleichzeitig auch die Messspannung niedriger wird, ist der Widerstandswert oft durch die endliche Auflösung und Güte der Auswerteelektronik begrenzt.

Allgemein gilt für die am Widerstand gemessene Spannung U = R . I. Nimmt man jedoch die Einflüsse des Bauteiles, des Materials und des Aufbaus dazu, dann ergibt sich:

U = R . I + Uth + Uind + Uiext

Dabei bedeuten Uth = Thermospannung, Uind = induzierte Spannung und Uiext = Spannungsabfall an Zuleitungen.

Die nicht von einem Stromfluss verursachten Fehlerspannungen können das Messergebnis stark verfälschen. Daher sollte deren Einfluss durch die Auswahl geeigneter Bauelemente und ein sorgfältig abgestimmtes Layout minimiert werden.

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