Berechne den Vorwiderstand zum Reduzieren der Spannung aus Versorgung, Zielspannung und Laststrom. Inklusive Standardwert, Verlustleistung und Toleranz.
Spannung reduzieren
Berechne Vorwiderstand, Standardwert und Wärmeleistung für eine bekannte Last.
Vorwiderstand und Wärme
Ohmwert, E24-Wert, Zielspannung, Verlustleistung und Reserve
Gib Versorgung, Zielspannung und Laststrom ein, um den Vorwiderstand zu berechnen.
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Wie berechnet der Spannung-Reduzieren-Widerstand-Rechner den Vorwiderstand?
ƒVorwiderstand aus Spannungsdifferenz und Laststrom
R=IU0−UZ,P=(U0−UZ)⋅I
Variablen
U0
Versorgungsspannung-Spannung vor dem Vorwiderstand.
UZ
Zielspannung-Gewünschte Spannung an der Last.
I
Laststrom-Strom, der durch Widerstand und Last fließt.
R
Vorwiderstand-Benötigter Reihenwiderstand.
P
Verlustleistung-Wärmeleistung im Widerstand.
Formeln für Spannung reduzieren mit Widerstand
Ein Vorwiderstand reduziert Spannung nur dann berechenbar, wenn der Laststrom bekannt und nahezu konstant ist.
Wert
Formel
Bedeutung
Spannungsdifferenz
Udiff = U0 - UZ
Spannung, die der Vorwiderstand aufnehmen muss.
Vorwiderstand
R = Udiff / I
Ohmwert für den eingegebenen Laststrom.
Verlustleistung
P = Udiff * I
Wärmeleistung, die die Wattklasse aufnehmen muss.
Standardwert
nächster E24-Wert
Praktisch beschaffbarer Widerstand aus der E24-Reihe.
Die Rechnung gilt für Gleichstrom und ohmsches Verhalten. Schwankender Laststrom verändert Zielspannung und Wärmeleistung sofort.
Beispiele für typische Vorwiderstände
Die Beispiele zeigen, wie stark Laststrom und Spannungsdifferenz die Wärmeleistung im Widerstand bestimmen.
Szenario
Berechnet
E24-Wert
Ziel mit E24
Leistung
12 V auf 5 V, 20 mA
350 Ω
360 Ω
4,80 V
140,000 mW
5 V auf 3,3 V, 5 mA
340 Ω
330 Ω
3,35 V
8,500 mW
12 V auf 3 V, 100 mA
90 Ω
91 Ω
2,90 V
900,000 mW
Praxischeck für Vorwiderstände
Der passende Ohmwert ist nur ein Teil der Auslegung. Toleranz, Temperatur und Lastverhalten entscheiden, ob die Schaltung stabil bleibt.
Prüfung
Warum sie zählt
Hinweis
Laststrom
Der Spannungsabfall folgt direkt dem Strom.
Nur bei konstantem Strom bleibt die Zielspannung stabil.
Wattklasse
Die Differenzspannung wird im Widerstand zu Wärme.
Mindestens doppelte Reserve einplanen, wenn Wärme schlecht abfließt.
E24-Standardwert
Der exakte Rechenwert ist oft kein Lagerwert.
Zielspannung nach dem nächstliegenden Standardwert prüfen.
Toleranz
Reale Widerstände liegen nicht exakt beim Nennwert.
Bei 5 % Toleranz zeigt der Rechner die Zielspannungs-Spanne.
Für wechselnde Lasten, hohe Leistungen, Akkuladung, Motoren und empfindliche Elektronik ist ein Regler oder Wandler meist sinnvoller als ein einzelner Widerstand.
Häufig gestellte Fragen zum Spannung-Reduzieren-Widerstand-Rechner
Was berechnet der Spannung-Reduzieren-Widerstand-Rechner?
Der Rechner bestimmt den Vorwiderstand, der eine Versorgungsspannung bei bekanntem Laststrom auf eine Zielspannung senkt. Zusätzlich zeigt er den nächstliegenden E24-Standardwert, die Verlustleistung, die Belastbarkeit und die Zielspannungsabweichung.
Welche Formel steckt hinter dem Vorwiderstand?
Zuerst wird die Differenz zwischen Versorgungsspannung und Zielspannung gebildet. Diese Differenz teilt der Rechner durch den Laststrom. Für die Wärmeleistung multipliziert er dieselbe Spannungsdifferenz mit dem Strom.
Warum muss der Laststrom bekannt sein?
Der Spannungsabfall am Widerstand hängt direkt vom Strom ab. Wenn der Laststrom steigt, fällt mehr Spannung am Widerstand ab. Wenn der Strom sinkt, fällt weniger Spannung ab. Deshalb funktioniert die Methode nur bei gut bekanntem Strom.
Kann ein einzelner Widerstand eine Spannung stabil regeln?
Nein, ein einzelner Widerstand ist kein Spannungsregler. Er kann eine Spannung nur unter einer bestimmten Lastbedingung reduzieren. Sobald sich die Last ändert, verschiebt sich die Spannung hinter dem Widerstand ebenfalls.
Warum zeigt der Rechner einen E24-Standardwert?
Der mathematisch exakte Widerstandswert ist oft kein handelsüblicher Wert. Die E24-Reihe ist eine gängige Abstufung für Widerstände. Der Rechner zeigt, welche Zielspannung mit dem nächstliegenden Standardwert rechnerisch entsteht.
Warum ist die Verlustleistung so wichtig?
Die reduzierte Spannung verschwindet nicht, sondern wird im Widerstand in Wärme umgesetzt. Wenn die Verlustleistung nahe an der Wattklasse liegt oder sie überschreitet, wird der Widerstand heiß und kann ausfallen.
Was bedeutet die Zielspannungs-Spanne durch Toleranz?
Reale Widerstände weichen vom Nennwert ab. Ein Widerstand mit 5 % Toleranz kann etwas kleiner oder größer sein. Dadurch verändert sich der Spannungsabfall und die tatsächliche Spannung an der Last schwankt.
Wann ist ein Spannungsregler besser?
Ein Spannungsregler oder DC-Wandler ist besser, wenn der Laststrom schwankt, die Last empfindlich ist, die Leistung höher wird oder die Eingangsspannung nicht stabil ist. Dann ist ein einzelner Widerstand meist zu ungenau und ineffizient.
Kann ich den Rechner für LEDs nutzen?
Ja, wenn du die LED-Flussspannung und den gewünschten LED-Strom kennst. Für mehrere LEDs, unterschiedliche Farben, hohe Ströme oder LED-Streifen ist aber eine eigene LED-Auslegung oder eine Konstantstromquelle sauberer.
Wann reicht diese Rechnung nicht aus?
Nicht genug ist die Rechnung bei Netzspannung, Akkuladung, Motoren, gepulsten Strömen, Wechselstrom, sicherheitskritischen Geräten und hohen Leistungen. Dann brauchst du Datenblatt, Messung, Schutzkonzept und eine passende Regelung.