Drahtwiderstand - heißer Draht zur Leistung
So wie der Stacheldraht im Objektschutz unerwünschter "Zutrittsenergie" effektiv
Widerstand leistet, so widersteht der Drahtwiderstand kraftvoll unerwünschter, elektrischer Energie. Drahtwiderstände werden daher oft auch als Leistungswiderstände bezeichnet.
Einfache Lösung
Wenn in einem Stromkreis auf einfache Weise ein Teil der Energie verbraucht werden muss und dabei höhere Ströme auftreten können, dann sind Drahtwiderstände die einfachste Lösung. Dies kann bei Schutzschaltungen der Fall sein, wo bei einem Kurzschluss des eigentlichen Verbrauchers die gesamte elektrische Leistung am Drahtwiderstand verbraucht wird. Auch für Prüfschaltungen kommen Drahtwiderstände als Ersatz für die Verbraucherlast zum Einsatz. Weitere Einsatzgebiete sind Motorsteuerungen, Entladeschaltungen und die Ableitung von Erdschlussströmen.
Gute Wärmeleitfähigkeit
Drahtwiderstände haben eine hohe Strom- und Wärmebelastbarkeit. Die zu verbrauchende Energie wird vom Drahtwiderstand in Wärme umgewandelt. Daher sind Drahtwiderstände im Verhältnis zu den sonst üblichen Schichtwiderständen ziemlich groß.
Damit ist eine gute Wärmeableitfähigkeit und Impulsbelastbarkeit gegeben. Durch Umwandlung in Wärme ist die Energieeffizienz einer Schaltung mit Drahtwiderstand aber eher schlecht. Sie eignen sich daher nur im niederohmigen Bereich, wo die Verlustleistung am Drahtwiderstand gegenüber der gewünschten Verbraucherleistung niedrig bleibt. Für andere Bereiche kommen aufwändigere, elektronische Schaltungen zum Einsatz, die die Verlustleistung minimieren.
Bauformen der Drahtwiderstände
Drahtwiderstände gibt es in verschiedenen Bauformen und mit verschiedensten Materialien. Auf einen Wickelkörper aus Keramik oder temperaturbeständigem Kunststoff ist der Widerstandsdraht aufgewickelt. Als Widerstandsdraht kommen zum Beispiel Eisen-Nickel-Legierungen oder Kupfer-Mangan-Nickel-Legierungen zum Einsatz.
Unerwünschte Eigenschaften wie Induktivitäten können durch die Wicklungsform (Bifilarwicklung) reduziert werden. Die Wicklung ist unisoliert oder mit einer temperaturbeständigen Beschichtung versehen. Durch die Kombination mit Kühlkörpern kann die Ableitung von Wärme verbessert und damit die Belastbarkeit erhöht werden.
Für spezielle Anwendungen gibt es weitere Bauformen, die die Kombination von Widerstand und Wärmeableitung optimieren. Drahtwiderstände mit Mittelabgriff können auf den benötigten Widerstandswert eingestellt und als Spannungsteiler eingesetzt werden. Die Kennzeichnung "RoHS" bedeutet, dass bei dem so gekennzeichneten Drahtwiderstand die Vorgaben der EG-Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung von gefährlichen Stoffen in Elektro- und Elektronikgeräten eingehalten wird.
Elektrische Kenngrößen
Wichtigste elektrische Kenngrößen sind der Widerstandswert und die maximale Verbrauchsleistung. Daraus kann der maximale Dauerstrom berechnet werden, der durch den Drahtwiderstand fließen darf. Die zulässige Stromstärke I ergibt sich aus der Leistung P und dem Widerstand R entsprechend der Formel I² = P / R.
Zum Beispiel kann ein Drahtwiderstand mit 3 Ohm und 12 Watt mit einem Strom von 2 Ampere belastet werden. Weitere Kenngrößen sind der maximal zulässige Impulsstrom, die Temperaturstabilität und Widerstandstoleranz. Die Kenngrößen sind auf dem Drahtwiderstand angegeben oder dem Datenblatt des Herstellers zu entnehmen.
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