Vorwiderstand

Vorwiderstand ist die Bezeichnung eines Widerstandes, der es ermöglicht, ein empfindliches elektronisches Bauteil an eine "höhere" Spannung anzuschließen, indem ein Teil der Spannung am Vorwiderstand abfällt, der sich - abhängig von der Stromstärke - dabei erwärmt.

Bei der Auswahl des geeigneten Vorwiderstandes sind mehrere Dinge zu beachten: die Spannung und der Strom des zu schützenden Bauteils und die Baugröße des Vorwiderstandes. Letzteres ist wichtig, da z. B. ein maximal mit 250 mW belastbarer Widerstand zerstört würde, wenn in ihm ein Watt joulsche Wärme anfiele.

Leuchtdioden (LED) werden in der Regel mit einem Vorwiderstand in Reihe geschaltet, da ihre Durchlassspannung von 1,5 V bis 2,7 V beträgt und die Spannungsquellen meist höhere Spannungen haben.

Zur Berechnung des Vorwiderstandes wird die Durchlassspannung der LED U_LED von der Versorgungsspannung, z. B. vom Transformator U_Trafo abgezogen, diesen Wert teilt man durch den gewünschten Strom in der LED I_LED. Das Ergebnis ist der gesuchte Widerstand in Ohm (Ω)

Beispiel: An einem Modellbahntrafo (U = 16 V) soll eine LED angeschlossen werden, die eine Durchlassspannung von 1,5 V hat. Es müssen also 14,5 V am Vorwiderstand abfallen. Wenn der Strom durch die LED 15 mA betragen sollte, dann ergibt sich daraus ein Vorwiderstand von R = 966,6 Ω. Da man vermutlich keinen Widerstand von genau 966,6 Ω im Standardsortiment hat, greift man zum nächsthöheren, das wären 1.000 Ω (oder 1kΩ).

Ein Vorwiderstand ist bei einfachen Schaltungen - wie im Beispiel - sinnvoll. Trotzdem ist der Wirkungsgrad schlecht. Im Beispiel beträgt er 18,3 %. Bei größeren Strömen bzw. Leistungen ist es besser, einen DC-DC-Wandler (Wechselrichter) zu verwenden. Er würde die 12 V Batteriespannung in eine Wechselspannung zerhacken. Dann kann man die Spannung auf die erforderliche Spannung herunter transformieren. Diese wird dann wieder gleichgerichtet. DC-DC- Wandler haben einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, der zwischen 50-90 % liegt.

Hinweis

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