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Metallschicht-Widerstände

Metallschicht-Widerstände sind eine Bauart von elektrischen Widerständen, die sich aus einer Schutzschicht, einer Widerstandsschicht und zwei elektrischen Zuleitungen zum Verlöten zusammensetzen. Die eigentliche Widerstandsschicht besteht aus dem namensgebenden Metall. Die den Widerstand erzeugende Metallschicht wird auf ein Trägermaterial, meist Keramik, aufgebracht. Die Metallschicht erhält den gewünschten Widerstandswert durch ihre Zusammensetzung...

             

                

Was sind Metallschicht-Widerstände?

Metallschicht-Widerstände sind eine Bauart von elektrischen Widerständen, die sich aus einer Schutzschicht, einer Widerstandsschicht und zwei elektrischen Zuleitungen zum Verlöten zusammensetzen. Die eigentliche Widerstandsschicht besteht aus dem namensgebenden Metall. Die den Widerstand erzeugende Metallschicht wird auf ein Trägermaterial, meist Keramik, aufgebracht. Die Metallschicht erhält den gewünschten Widerstandswert durch ihre Zusammensetzung, ihre Schichtdicke und/oder durch Einkerbungen beziehungsweise eine Wendelung. Über die Metallschicht-Enden gestülpte Kappen mit Anschlussdrähten sorgen für die elektrische Verbindung. Metallschicht-Widerstände haben einen festen, nicht verstellbaren Widerstandswert. Die gängigste Bauform von bedrahteten Widerständen ist die mit der Kennzeichnung „0207“ und mit axialen Anschlüssen. Der Durchmesser des Widerstandskörpers beträgt zirka 2,3 Millimeter, die Länge 6 Millimeter. Einige Metallschicht-Widerstände, die Sie im Sortiment von Conrad finden, sind radial bedrahtet.

Belastbarkeit, Genauigkeit und Temperaturabhängigkeit von Metallschicht-Widerständen

Metallschicht-Widerstände besitzen im Gegensatz zu Kohleschicht-Widerständen eine hohe Genauigkeit des angegebenen Widerstandswertes, sind belastbarer und temperaturstabiler. Ihr Widerstandswert (R) wird ebenfalls in Ohm (griechischer Buchstabe Omega) angegeben. Die meisten bei Conrad angebotenen Metallschicht-Widerstände besitzen eine Toleranz des Widerstandswertes von nur einem Prozent. Es sind zudem Ausführungen mit 0,1 Prozent Genauigkeit verfügbar.

Die Widerstandswerte werden in der Regel für eine Temperatur von 20 Grad Celsius angegeben. Der Wert von Widerständen mit Metallschichten wird bei steigender Temperatur größer. Allerdings ist die Widerstandsänderung bei einer Temperaturänderung hier nur sehr gering, so dass man von einem nahezu konstanten Widerstandswert ausgehen kann.

Die Belastbarkeit der Metallschicht-Widerstände reicht von 0,25 Watt bis 5 Watt. Die Widerstandswerte reichen von null Ohm bis zehn Megaohm. Widerstände dieser Konstruktionsart sind mit blauer oder grüner Farbe überzogen und mit fünf oder sechs Farbringen kodiert. Diese Kodierung gibt Aufschluss über den Widerstandswert und die Toleranz. Der sechste Farbring – wenn vorhanden – trifft eine Aussage über den Temperaturkoeffizienten.

Hinweise zur Herstellung von Metallschicht-Widerständen

Bei der Produktion von Widerständen müssen die Hersteller Grenzwerte von gesundheits- und umweltgefährdenden Stoffen beachten. Dazu gibt es die Richtlinie 2011/65/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 8. Juni 2011 zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten. Die nicht-amtliche Bezeichnung lautet RoHS(2) und wird bei Conrad als Auswahlkriterium im Shop angeboten.

Für Metallschicht-Widerstände gibt es zu jedem Produkt ein Datenblatt, das exakte Aussagen zu allen technischen Parametern bereithält. 

Einsatzbereiche von Metallschicht-Widerständen

Widerstände werden in elektrischen Schaltungen eingesetzt, um

  • Strom bei gegebener Spannung einzustellen oder zu begrenzen.
  • elektrische Spannung bei gegebenem Strom einzustellen.
  • elektrische Spannung in einem bestimmten Verhältnis zu teilen (Reihenschaltung von mindestens zwei Widerständen).
  • elektrischen Strom in einem bestimmten Verhältnis zu teilen (Parallelschaltung von mindestens zwei Widerständen).
  • einen definierten elektrischen Pegel einzustellen.
  • elektrische Energie in Wärmeenergie, zum Beispiel in Glühlampen, Lötkolben, Thermostaten und Heizlüftern, umzuwandeln.
  • definierte Eingangs- und Ausgangs-Impedanzen herzustellen.
  • bei Überlastung als Sicherung zu dienen. Die Widerstände dürfen dabei nicht entflammen.

Als Sonderfall werden 0-Ohm-Widerstände zum Beispiel als Platzhalter in Schaltungen verwendet, bei Experimentierschaltungen beziehungswiese als Ersatz für kreuzende Leitungen bei industrieller Montage auf Leiterplatten.

Mit Industrieverpackungen in großen Stückzahlen sind sehr günstige Einkaufspreise erzielbar. Bei Conrad gibt es Sets und Packungen mit bis zu 5.000 Widerständen.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Metallschicht-Widerständen

Wie ist die Farbkodierung von Metallschicht-Widerständen richtig abzulesen?

Die fünf Farbringe bei Metallschicht-Widerständen zeigen an der letzten Stelle den Toleranzwert des Widerstandes. Dieser Farbring ist meist räumlich etwas abgesetzt zu den Farbringen, die den Widerstandswert angeben, so dass man an der anderen Seite des Widerstandes mit dem Ablesen beginnt. Mit einem sogenannten Vitrometer lassen sich die Widerstandswerte anhand dieser Farbringe einfach und zuverlässig bestimmen. 

Kann ich als Ersatz für einen Metallschicht-Widerstand einen Kohleschicht-Widerstand einsetzen?

Das ist theoretisch möglich, wenn es die Geometrie der Leiterplatte oder des Versuchsaufbaus hergibt. Dabei ist zu beachten, dass Kohleschicht-Widerstände eine wesentlich geringere Belastbarkeit haben (bis 0,5 Watt), was den Einsatz als Ersatzlösung in den meisten Fällen ausschließt.

Wie lange hält ein Metallschicht-Widerstand?

Die Lebensdauer unter Belastung erreicht sechsstellige Stundenzahlen. Dabei entsprechen zum Beispiel 200.000 Betriebsstunden einer Lebensdauer von 22 Jahren und 10 Monaten. Entsprechende Angaben vom Hersteller sind Mindestwerte.

Wie kann ich einen defekten Metallschicht-Widerstand erkennen?

Defekte Metallschicht-Widerstände können sich durch Verfärbungen (bräunlich, grau bis schwarz) des Farbmantels aufgrund von übermäßiger Erwärmung bemerkbar machen. Starke Erwärmung kann bis zum Selbstentlöten eines Widerstands führen. Weiterhin ist ein Totalausfall der Baugruppe oder Gerätes möglich. Genauen Aufschluss gibt das Nachmessen des Widerstandes zum Beispiel mit einem Ohmmeter oder Multimeter. 

Was muss beim Ausmessen eines Metallschicht-Widerstandes beachtet werden?

Zum Messvorgang sollte der Widerstand an mindestens einem Anschlussdraht von der elektrischen Umgebung abgelötet sein, um das Messergebnis nicht durch andere elektrische Bauteile zu verfälschen.

Führende Hersteller und Marken

Panasonic: Die Panasonic Corporation ist ein 1918 gegründeter, börsennotierter, japanischer Elektronikkonzern mit Sitz in Kadoma. Die Produkte werden unter mehreren Markennamen wie Panasonic und Technics vertrieben.

Royalohm produziert in Thailand seit dem Jahr 1980 Widerstände und verfügt über ein weltweites Netz an Distributoren.

Thomsen wurde von Boetius Thomsen im Jahre 1969 gegründet. Das Unternehmen produziert aktive und passive Bauelemente, Elektromechanik, Relais, Optoelektronik. Firmensitz ist Greifenstein.

TRU Components ist eine Eigenmarke der Conrad Electronic SE.

Yageo ist ein weltweit agierender Produzent von passiven elektrischen Bauelementen mit Hauptsitz in Taiwan und diversen Tochterunternehmen. Gegründet 1977.

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