Widerstand Klasse E

Kniff: Die Frage nennt zwei Bedingungen: hohe Last und niedrige Frequenz. Beides zusammen lässt nur die Bauart zu, die viel Material mitbringt und damit Wärme aufnehmen kann. Der Zusatz „bei niedrigen Frequenzen“ ist kein Beiwerk, sondern die Einschränkung, unter der diese Bauart überhaupt taugt.

Warum die anderen nicht stimmen:

• LDR-Widerstände – Ein LDR ist ein Fühler für Licht; sein Wert soll sich ändern. Ihm fehlt beides, die Belastbarkeit und der feste Wert.
• Metallschichtwiderstände – Die Metallschicht ist dünn und hat kaum Material, das Wärme aufnimmt. Ihre Stärke ist die Genauigkeit, nicht die Belastbarkeit — danach fragt EC102.
• Metalloxidschichtwiderstände – Auch eine Schicht, und ihre Stärke liegt anders: induktionsarm für über 30 MHz, also gerade bei hohen Frequenzen. Die hohe Belastbarkeit bei niedriger Frequenz fehlt ihr.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Gesucht ist nicht die Belastbarkeit, sondern die Konstanz: kleine Fertigungstoleranz und wenig Temperaturgang. Das leistet nur eine dünn aufgebrachte Schicht, die sich genau dosieren lässt. Von den beiden Schicht-Antworten ist eine auf Genauigkeit gemünzt, die andere auf Hochfrequenz.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Drahtwiderstände – Gewickelter Draht ist die Bauart für hohe Last. Ihm fehlt die kleine Fertigungstoleranz der aufgebrachten Schicht, und die Wicklung bringt zusätzlich eine Eigeninduktivität mit.
• LDR-Widerstände – Ein LDR ändert seinen Wert absichtlich, sobald das Licht wechselt. Genau die Konstanz, auf die die Frage zielt, fehlt ihm.
• Metalloxidschichtwiderstände – Richtige Familie, falsches Merkmal: das Metalloxid steht im Katalog für induktionsarm oberhalb von 30 MHz, nicht für die geringe Toleranz.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Das Stichwort ist „induktionsarm“, und dazu passt nur eine der vier Bauarten. Prüfe zuerst, welche Bauart eine Wicklung hat — die fällt sofort weg. Die Frequenzangabe 30 MHz ist der zweite Hinweis auf dieselbe Antwort.

Warum die anderen nicht stimmen:

• LDR-Widerstände – Ein LDR ist ein lichtabhängiger Fühler. Ihm fehlt schon der feste, frequenzunabhängige Wert, den ein Widerstand für Hochfrequenz braucht.
• Drahtwiderstände – Die Wicklung ist eine Spule, also hat er gerade die Eigeninduktivität, die hier nicht sein darf. Oberhalb von 30 MHz ist er zu einem guten Teil Blindwiderstand statt Widerstand.
• Metallschichtwiderstände – Die Metallschicht ist der Präzisionswiderstand aus EC102. Ihr Merkmal ist die Genauigkeit; als ausdrücklich induktionsarme Bauart für über 30 MHz führt der Katalog die Metalloxidschicht.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Zwei Antworten sprechen von Leitwert, zwei von Eigeninduktivität und Eigenkapazität. Der Leitwert ist nur der Widerstandswert anders herum und sagt nichts über das Verhalten bei VHF und UHF. Es bleiben zwei Antworten mit den passenden Begriffen, und davon ist die mit „geringe“ zu nehmen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• hohen elektrischen und elektronischen Leitwert – Hoher Leitwert heißt kleiner Widerstand, also fast ein Kurzschluss. Gefragt ist außerdem nicht der Ohm-Wert, sondern der Blindanteil.
• geringen elektrischen und elektronischen Leitwert – Geringer Leitwert heißt großer Widerstand, also fast ein Leerlauf. Auch diese Antwort dreht am Ohm-Wert statt an Eigeninduktivität und Eigenkapazität.
• hohe Eigeninduktivität und Eigenkapazität – Die Begriffe stimmen, die Richtung ist umgedreht. Mit hohen Blindanteilen ist die künstliche Antenne bei VHF und UHF kein reiner Widerstand mehr.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Ziel: bei 28 MHz ein möglichst reiner Widerstand von 50 Ω
2. Zehn gleiche Widerstände parallel: 500 Ω / 10 = 50 Ω
3. Last je Bauteil: ein Zehntel der Gesamtleistung
4. Bauart prüfen: Kohleschicht ist eine aufgebrachte Schicht, also keine Wicklung
5. Ergebnis: zehn Kohleschichtwiderstände von 500 Ω, parallel geschaltet

Kniff: Alle vier Vorschläge treffen den Ohm-Wert oder kommen ihm nahe; entschieden wird über die Bauart. Zehn 500 Ω parallel ergeben 500 Ω / 10 = 50 Ω, und jeder Widerstand trägt nur ein Zehntel der Leistung. Kohleschicht ist keine Wicklung, Draht ist eine.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Zwei parallel geschaltete Drahtwiderstände von 100 Ω – 100 Ω / 2 = 50 Ω, der Wert stimmt also. Die Bauart nicht: zwei Wicklungen bleiben zwei Spulen, und bei 28 MHz wirkt ihre Eigeninduktivität.
• Ein 50 Ω-Drahtwiderstand in Parallelschaltung mit einem 50 nF Keramikkondensator. – Hier wird der Blindanteil, der weg soll, absichtlich dazugebaut. Der Widerstand eines Kondensators sinkt mit der Frequenz, 50 nF liegen bei 28 MHz nahe am Kurzschluss — und der Drahtwiderstand ist obendrein gewickelt.
• Ein 50 Ω-Drahtwiderstand – Der Wert ist richtig, die Bauart wieder falsch. Dazu müsste ein einzelnes Bauteil die ganze Leistung aufnehmen, während die Parallelschaltung sie auf zehn verteilt.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Ziel: bei 50 MHz ein möglichst reiner Widerstand von 50 Ω
2. Zehn gleiche Widerstände parallel: 500 Ω / 10 = 50 Ω
3. Last je Bauteil: ein Zehntel der Gesamtleistung
4. Probe an den anderen Vorschlägen: 25 Ω + 25 Ω = 50 Ω und 100 Ω / 2 = 50 Ω ergeben denselben Wert, aber mit Wicklung
5. Ergebnis: zehn ungewendelte 500 Ω Kohleschichtwiderstände in Parallelschaltung

Kniff: Drei von vier Vorschlägen ergeben 50 Ω: 25 Ω + 25 Ω in Reihe, 100 Ω / 2 parallel und 500 Ω / 10 parallel. Der Ohm-Wert entscheidet hier also nichts. Achte auf die Wörter, die die Bauart verraten: „Draht“ und „gewendelt“ bedeuten beide Wicklung, „ungewendelt“ bedeutet keine.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Zwei gewendelte 25 Ω Kohleschichtwiderstände in Reihenschaltung – Die Rechnung stimmt, 25 Ω + 25 Ω = 50 Ω, und Kohleschicht wäre die richtige Familie. Es fehlt aber genau an einem Wort: gewendelt heißt, die Schicht ist spiralförmig unterbrochen, also wieder eine Wicklung mit Eigeninduktivität.
• Ein einzelner 50 Ω Drahtwiderstand – Gewickelter Draht bei 50 MHz — dieser Bauart fehlt die geringe Eigeninduktivität. Dazu müsste ein Bauteil allein die ganze Leistung verheizen.
• Zwei parallel geschaltete Drahtwiderstände von 100 Ω – 100 Ω / 2 = 50 Ω ist richtig gerechnet, doch mehrere Drahtwiderstände parallel bleiben Drahtwiderstände. Die Zahl der Bauteile heilt die Bauart nicht.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Lies die vier Vorschläge auf die Bauteilnamen hin. „Blindwiderstand“ und „Wendel“ schließen sich von selbst aus: der eine verheizt keine Leistung, der andere ist eine Wicklung. Übrig bleibt die ungewendelte Schicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• temperaturfesten Blindwiderständen bestehen. – Ein Blindwiderstand setzt keine Leistung in Wärme um, er gibt sie wieder ab. Eine künstliche Antenne soll die Leistung gerade verheizen, dafür braucht sie einen Wirkwiderstand.
• aktiv gekühlten Heizwendeln bestehen. – Die Kühlung löst nur das Wärmeproblem. Eine Wendel bleibt eine Wicklung, und damit fehlt die geringe Eigeninduktivität, auf die es im VHF-Bereich ankommt.
• hochbelastbaren Drahtwiderständen bestehen. – Die Belastbarkeit ist hier das kleinere Problem. Dem gewickelten Draht fehlt die Induktionsarmut, und im VHF-Bereich wirkt er als Spule statt als Widerstand.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Gesucht ist die Bauart, deren Wert sich absichtlich mit der Temperatur ändert. Ein Bauteil, das für Konstanz gebaut ist, kann als Fühler nichts leisten — dreh die übliche Anforderung also um. Und achte darauf, dass ein zweiter Fühler unter den Antworten steht, der aber auf eine andere Größe reagiert.

Warum die anderen nicht stimmen:

• LDR-Widerstände – Der LDR ist der Fühler für die falsche Größe: er folgt dem Licht, nicht der Temperatur.
• Metallschichtwiderstände – Die Metallschicht ist gerade so gebaut, dass sich ihr Wert mit der Temperatur kaum ändert. Zum Messen fehlt ihr also genau die Abhängigkeit, die hier gebraucht wird.
• Drahtwiderstände – Der Drahtwiderstand ist der Lastwiderstand. Eine charakteristische, kräftige Temperaturabhängigkeit, aus der man eine Temperatur ablesen könnte, hat er nicht.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Drei Bildteile, drei Aussagen. Das Rechteck mit der abgeknickten Schräglinie heißt: Widerstand, dessen Wert von einer äußeren Größe abhängt. Das ϑ nennt die äußere Größe, nämlich die Temperatur. Und die beiden Pfeile sagen, in welche Richtung: sie zeigen gegeneinander, also gegenläufig — steigt die Temperatur, sinkt der Widerstand. Das ist ein negativer Temperaturkoeffizient, also ein NTC. Zwei gleichgerichtete Pfeile würden den PTC bedeuten.

Warum die anderen nicht stimmen:

• PTC – Beim PTC steigt der Widerstand mit der Temperatur, und sein Zeichen trägt zwei Pfeile, die in dieselbe Richtung zeigen. In dieser Zeichnung zeigt der linke Pfeil nach oben, der rechte nach unten — gegenläufig, also fallender Widerstand.
• LDR – Ein LDR hängt vom Licht ab, nicht von der Temperatur. Sein Zeichen hätte zwei schräge, gleichgerichtete Pfeile, die auf das Rechteck zeigen (das einfallende Licht), und kein ϑ. Hier steht ausdrücklich ϑ für die Temperatur.
• VDR – Ein VDR (Varistor) hängt von der Spannung ab; als beeinflussende Größe stünde dann U neben dem Zeichen. Hier steht ϑ.

Richtig ist A:

Ein Rechteck mit einem schrägen Strich darin ist ein Widerstand, dessen Wert von einer äußeren Größe abhängt. Welche Größe das ist, steht als Kennbuchstabe am Zeichen, ϑ für die Temperatur und U für die Spannung. Wie die Abhängigkeit gerichtet ist, sagen die zwei Pfeile neben dem Zeichen: zeigen beide in dieselbe Richtung, wachsen Einflussgröße und Widerstand gemeinsam, das ist ein positiver Koeffizient; zeigen sie gegeneinander, sinkt der Widerstand, wenn die Größe steigt, das ist ein negativer Koeffizient. Ein NTC hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und wird bei Wärme leitfähiger, ein PTC einen positiven und wird bei Wärme hochohmiger.

Kniff: Zwei Handgriffe genügen. Lies erst den Kennbuchstaben, denn was nicht ϑ trägt, ist aus dem Rennen. Vergleiche dann die beiden Pfeile: gegenläufige Pfeile heißen negativer Koeffizient, also NTC, gleichläufige positiver, also PTC. Die Falle sind genau die zwei Zeichen mit ϑ, die sich allein in der Richtung eines Pfeils unterscheiden; sieh auf die Pfeilspitzen und nicht auf die Schäfte.

Richtig ist D:

Beim Zeichen eines abhängigen Widerstands sagt das Rechteck mit schrägem Strich, dass der Widerstandswert nicht fest ist, der Kennbuchstabe daneben, wovon er abhängt, und die zwei Pfeile, in welche Richtung. Steht ϑ dabei, ist es ein temperaturabhängiger Widerstand, steht U dabei, ein spannungsabhängiger. Zeigen die beiden Pfeile in dieselbe Richtung, steigen Einflussgröße und Widerstand gemeinsam, das ist ein positiver Koeffizient, also ein PTC oder Kaltleiter. Zeigen sie gegeneinander, fällt der Widerstand mit steigender Größe, das ist ein negativer Koeffizient, also ein NTC oder Heißleiter.

Kniff: Halte dich an die Reihenfolge Kennbuchstabe, dann Pfeile. Nur die Zeichen mit ϑ kommen überhaupt in Frage, und von diesen zwei ist das gesuchte das mit den gleichläufigen Pfeilen, denn gleiche Richtung heißt gleichläufige Änderung und damit positiver Koeffizient. Genau diese zwei Zeichen sind die Verwechslungsgefahr, weil sie sich nur darin unterscheiden, ob der zweite Pfeil mit dem ersten oder gegen ihn zeigt.

Lösungsweg:

1. Nennwert in Ohm: 5,6 kΩ = 5600 Ω
2. 10 % davon: 5600 Ω · 0,1 = 560 Ω
3. Untere Grenze: 5600 Ω - 560 Ω = 5040 Ω
4. Obere Grenze: 5600 Ω + 560 Ω = 6160 Ω
5. Ergebnis: 5040 bis 6160 Ω

Kniff: Rechne die Toleranz vom Nennwert aus und in Ohm: 5600 Ω · 0,1 = 560 Ω, also 5040 bis 6160 Ω. Zum schnellen Aussortieren dient eine Gegenprobe: die beiden Grenzen müssen gleich weit vom Nennwert entfernt liegen, nach unten wie nach oben.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 4,7–6,8 kΩ. – Das sind die benachbarten Normwerte rund um 5,6 kΩ, nicht die Toleranzgrenzen. Nachgerechnet liegt 4700 Ω um 900 Ω darunter und 6800 Ω um 1200 Ω darüber — zu weit und ungleich.
• 5,2–6,3 kΩ. – Auch hier sind die Abstände ungleich: 400 Ω nach unten, 700 Ω nach oben. Eine Toleranz wirkt nach beiden Seiten gleich, damit fällt die Spanne ohne weitere Rechnung weg.
• 4760–6440 Ω. – Das ist die Spanne für 15 %: 5600 Ω · 0,15 = 840 Ω, und 5600 Ω - 840 Ω sowie 5600 Ω + 840 Ω ergeben genau diese Zahlen. Angegeben sind aber 10 %, also 560 Ω.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Farbringe auflösen: grün ist 5, blau ist 6 — die Ziffern sind 56
2. Dritter Ring rot: zwei Nullen anhängen, also 5600 Ω
3. Vierter Ring silber: Toleranz 10 %
4. 10 % von 5600 Ω sind 560 Ω
5. 5600 Ω - 560 Ω = 5040 Ω und 5600 Ω + 560 Ω = 6160 Ω
6. Ergebnis: 5040 bis 6160 Ω, derselbe Bereich wie bei dem ausgeschriebenen Nennwert in EC112

Kniff: Erst den Farbcode in eine Zahl übersetzen, dann die Toleranz rechnen. Grün und blau sind die Ziffern 5 und 6, rot als dritter Ring hängt zwei Nullen an: 5600 Ω. Der vierte Ring in Silber steht für 10 %, damit ist es dieselbe Rechnung wie bei einem ausgeschriebenen Nennwert.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 5240–6360 Ω. – Die Breite der Spanne ist richtig, nämlich 560 Ω nach jeder Seite, sie liegt aber um 5800 Ω. Aus grün, blau und rot kommt 5600 Ω heraus, nicht 5800 Ω.
• 4760–6840 Ω. – Die beiden Grenzen passen nicht zueinander: unten sind es 840 Ω Abweichung, oben 1240 Ω. Die untere Zahl stammt aus einer Rechnung mit 15 %, die obere ist der Nachbarnormwert 6,8 kΩ.
• 4760–6440 Ω. – Das ist der Bereich für 15 % und dieselbe falsche Spanne, die auch in EC112 angeboten wird. Silber bedeutet 10 %, also 560 Ω Abweichung und nicht 840 Ω.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Kniff: Die beiden Antworten mit Farbringen fallen bei SMD schon wegen der Bauform weg. Bei den beiden mit Zahlen entscheidet, ob die letzte Ziffer zum Wert gehört oder die Zehnerpotenz angibt. Prüfe es an einem Beispiel: 223 als Wert gelesen wären 223 Ω, als Zehnerpotenz gelesen 22 kΩ.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Auf dem Widerstand ist der Wert in Form von Farbringen aufgedruckt, wobei der letzte Farbring die Toleranz angibt. – Der Satz beschreibt richtig den Farbcode des gewöhnlichen Widerstands mit Anschlussdrähten. SMD-Bauteile tragen aber keine Farbringe, sondern Ziffern.
• Auf dem Widerstand ist der Wert in Form von Zahlen abgedruckt, wobei die angegebene Zahl dem Wert des Widerstands entspricht. – Die Kennzeichnung mit Ziffern ist richtig erkannt, die letzte Ziffer aber falsch gelesen. Nach dieser Regel wäre 221 ein Widerstand von 221 Ω statt 220 Ω und 223 einer von 223 Ω statt 22000 Ω.
• Auf dem Widerstand ist der Wert in Form von Farbringen aufgedruckt, wobei der letzte Farbring die Zehnerpotenz angibt. – Hier stecken zwei Fehler: SMD hat keine Farbringe, und selbst beim Farbcode mit vier Ringen gibt der letzte die Toleranz an und nicht die Zehnerpotenz.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Erste zwei Ziffern: 10
2. Letzte Ziffer 3 = drei Nullen anhängen: 10 000
3. R = 10 000 Ω = 10 kΩ

Kniff: Die drei Ziffern sind keine Zahl, sondern ein Code: die ersten zwei Ziffern sind der Zahlenwert, die letzte sagt, wie viele Nullen dahinter kommen. 103 heißt also 10 mit drei Nullen — 10 000 Ω oder 10 kΩ. Die Aufschrift direkt als Ohm-Wert zu lesen ist der häufigste Fehler. Ein Komma wird bei dieser Bauform durch ein R geschrieben (10R3 wäre 10,3 Ω), eine 3 an dritter Stelle ist immer der Multiplikator.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 103 Ω – Die Aufschrift wurde unverändert als Widerstandswert gelesen. Die letzte Ziffer ist aber kein Teil der Zahl, sondern die Zahl der Nullen. 103 Ω würde als 103R oder 1030 beschriftet.
• 10,3 Ω – Hier wurde die 3 als Nachkommastelle gedeutet. So etwas gibt es zwar, aber nur mit einem R an der Kommastelle: 10R3. Ohne R ist die dritte Ziffer immer der Multiplikator.
• 1 kΩ – Das wäre die Aufschrift 102, also 10 mit zwei Nullen. Eine Null zu wenig — der Faktor 10 fehlt.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Kennzeichnung zerlegen: die ersten beiden Ziffern 22 sind der Wert, die letzte Ziffer 1 ist die Zehnerpotenz
2. Zehnerpotenz 1 heißt eine Null anhängen: 22 · 10 = 220
3. Ergebnis: 220 Ω

Kniff: Zerlege die drei Ziffern: 22 ist der Wert, die letzte Ziffer 1 sagt, wie viele Nullen dahinter kommen. Eine Null ergibt 220 Ω. Ein Komma kommt in dieser Kennzeichnung nicht vor, zwei Antworten setzen aber eines.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 221 Ω – Hier sind alle drei Ziffern als Wert gelesen. Die letzte ist der Multiplikator und gehört nicht in die Zahl hinein.
• 22,1 Ω – Die letzte Ziffer ist als Stelle nach dem Komma gedeutet. Sie steht aber für eine angehängte Null, das ist der Faktor 10 nach oben und nicht ein Zehntel.
• 22,0 Ω – Die letzte Ziffer ist ganz weggelassen, damit fehlt der Faktor 10. Ein Widerstand von 22 Ω trüge die Kennzeichnung 220, denn dort hängt die letzte Ziffer keine Null an.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung

Lösungsweg:

1. Kennzeichnung zerlegen: 22 ist der Wert, die letzte Ziffer 3 ist die Zehnerpotenz
2. Zehnerpotenz 3 heißt drei Nullen anhängen: 22 · 1000 = 22000
3. In Kiloohm umschreiben: 22000 Ω = 22 kΩ
4. Ergebnis: 22 kΩ

Kniff: Dieselbe Zerlegung wie bei 221, nur ist die Zehnerpotenz jetzt 3: 22 mit drei Nullen sind 22000 Ω, also 22 kΩ. Der Unterschied zwischen den Aufschriften 221 und 223 ist damit keine Kleinigkeit von 2 Ω, sondern der Faktor 100.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 220 Ω – Das ist der Wert der Kennzeichnung 221, also mit nur einer Null gerechnet. Drei Nullen ergeben den hundertfachen Wert.
• 223 Ω – Alle drei Ziffern sind als Wert gelesen, der Multiplikator bleibt unberücksichtigt. Das Ergebnis liegt damit um etwa den Faktor 100 zu niedrig.
• 22,3 kΩ – Die 3 ist als Stelle nach dem Komma gedeutet und der Wert zusätzlich in Kiloohm gesetzt. Die 3 ist jedoch die Zehnerpotenz; hinter der 22 steht keine weitere Ziffer des Wertes.

Mehr dazu: Widerstände: Bauart, Toleranz, Kennzeichnung