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Widerstände / Bauformen Als „elektrischer Widerstand“ wird nicht nur die physikalische Größe R =
u = ρ⋅ I A
bezeichnet, sondern auch elektrische Bauteile werden Widerstände genannt. Solche Bauteile werden in elektrischen Geräten verwendet, um dort einen bestimmten erwünschten elektrischen Widerstand hervorzurufen. Es gibt verschiedene Arten solcher Widerstände: Festwiderstand
temperatur-„unabhängige“ Widerstände R
Schaltsymbol:
Auf einen Porzellankörper wird eine (leitende) dünne Schicht aus Kohlenstoff oder Metall aufgedamft. Durch eine wendelförmige Einfräsung kann man sowohl die Länge als auch die Breite (→ Querschnittsfläche) der Leiterschicht variieren. Der elektrische Widerstandswert des Bauteils lässt sich so in einfacher Weise zu einem gewünschten Wert festlegen. Solche Widerstände finden Verwendung in Radios, Taschenrechnern, Handys, Computern und anderen technischen Geräten. NTC-Widerstand oder Heißleiter
ϑ
Schaltsymbol: Ein Widerstand, dessen Wert bei steigender Temperatur abnimmt, heißt Heißleiter oder NTC-Widerstand (Negative-Temperature-Coefficient). Verwendung: z.B. Temperaturregelung Beispiel: Kohlenstoff (s. auch Halbleiter) PTC-Widerstand oder Kaltleiter
ϑ
Schaltsymbol: Ein Widerstand, dessen Wert bei steigender Temperatur zunimmt, heißt Kaltleiter oder PTC-Widerstand (Positive-Temperature-Coefficient). Verwendung: z.B. Temperaturregelung Beispiel: Fe (s. auch Halbleiter) LDR-Widerstand oder Photo-Widerstand
Schaltsymbol: Ein Widerstand, dessen Wert bei steigender Lichteinstrahlung sinkt, heißt Photowiderstand oder LDR-Widerstand (Light-Dependent-Resistance). Verwendung: z.B. Lichtschranke Beispiel: (s. Halbleiter) Potentiometer
z.B. Schiebewiderstand
Schaltsymbol: Ein einstellbarer Widerstand – z.B. gewickelter Draht – abgegriffene Länge variabel (R~) Verwendung: z.B. Lautstärkeregelung
Supraleitung Wenn man manche Stoffe kühlt (nahe an den absoluten Nullpunkt = -273°C), dann verschwindet ihr elektrischer Widerstand gänzlich, d.h. R = 0. Diese Temperatur hängt vom jeweiligen Stoff ab und heißt Sprungtemperatur: Das ist natürlich sehr nützlich, denn dann wird ein elektrischer Strom gar nicht behindert und fließt, nachdem er einmal erzeugt wurde im Prinzip unendlich lange durch einen solchen Stromkreis. Man kann so etwa elektrische Energie speichern, was aber technisch noch nicht befriedigend möglich ist. Da die Temperatur, bei der diese Art der Elektrizitätsleitung – genannt Supraleitung – stattfindet so tief ist, sind die Wissenschaftler ständig bemüht Materialien zu finden, bei denen die Sprungtemperatur möglichst hoch liegt. Solche Materialien heißen dann Hochtemperatursupraleiter. Die anderen sind die Tieftemperatursupraleiter. Die Supraleitung funktioniert so (nach einer Theorie von Cooper): Die Elektronen paaren sich zu so genannten Cooperpaaren und dann setzt ihnen das Metallgitter keinen Widerstand mehr entgegen. (Warum das so ist, ist schwierig – und kein Stoff der Realschule.) (Siehe Buch Seite
)
