Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Leistung muss der Widerstand abkönnen?


von Thomas (kosmos)


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Mal kurz eine Frage zu Leistungsberechnung eines Widerstandes.

Ich habe eine Spannung von 15V DC und ein 1kOhm Poti um damit eine 
Schwelle eines Komperator einzustellen (im Prinzip ein unbelasteter 
Spannungsteiler). Ich muss etwa 120-600mV einstellen können. Das Poti 
hat einen Drehbereich von etwa 210-270°, wodurch die Einstellbarkeit 
sehr grob ausfallen wird. Im Moment verheizt das Poti ja dauerhaft 
15V*15mA=225mW. Wodurch das ganze auch recht störsicher ist.

Jetzt die Idee um den Spannungsbereich feiner einstellen zu können, noch 
einen 10kOhm Widerstand davor zu hängen. Die Störunempflindlichkeit wäre 
damit dahin aber das muss ich dann später niederohmiger auslegen.

Nun aber zur Frage. Wie legt man diesen 10kOhm Widerstand Leistungsmäßig 
aus. Muss es einfach die verheizte Leistung von 225mW des 
nachgeschalteten Potis abkönnen. Möchte eigentlich nicht mehr als 35°C 
an diesem Widerstand erreichen.

Vielleicht kann mir jemand die Rechnung / Auslegung erklären wie man da 
vorgeht.

von Helmut L. (helmi1)


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P = U^2 / R

R ist deine Reihenschaltung aus dem 1 K Poti + 10K Widerstand.
20mW  = (15^2) / 11K.

Das ist die Leistung die deine ganze Schaltung "verheizt".

Stoersicherheit kannst du verbessern in dem du einen Kondensator vom 
Schleifer gegen GND schaltest.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas schrieb:
> Die Störunempflindlichkeit wäre damit dahin aber das muss ich dann später
> niederohmiger auslegen.

Wie kommst du darauf?
Dein Komparator bekommt ein Signal mit einer Quellimpedanz die immer 
noch bei 1kΩ oder weniger liegt.
Wie hoch sind bei dir die Störsignale und wie stabil muss deine Schwelle 
sein?

Und warum nimmst du nicht einen 22kΩ Widerstand in Serie. Dann wären es 
nur noch 10mW Verlustleistung. Und die Einstellbarkeit wäre nochmal gut 
einen Faktor 2 feiner.

: Bearbeitet durch User
von Carypt C. (carypt)


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in einer Reihenschaltung zählt doch der Gesamtwiderstand als 
Strom-/Leistung-begrenzend. Je nach Spannungsteilungs mal des 
Gesamtstromes kriegt man raus wieviel Leistung am Einzelwiderstand 
verheizt wird. Durch Vor-(und Nach-)widerstände kann man den 
mechanischen Einstellbereich auf dem Poti spreizen.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas schrieb:
> Komperator
Das ist in etwa wie "Wiederstand". Siehe den 
Beitrag "Re: LED Metering für ein Audiomixer"

> noch einen 10kOhm Widerstand davor zu hängen
Nimm einen 18k Widerstand. Damit hast du einen Einstellbereich von 
0...0,78V.
Und an dem fällt dann eine Leistung etwas weniger als 15V*15V/18k = 
125mW an.

: Bearbeitet durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Lothar M. schrieb:
> 18k Widerstand
> ...
> 125mW

Da hättest du stutzig werden sollen und am Poti fällt auch noch Spannung 
ab ;-)

von Jörg R. (solar77)


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Thomas schrieb:
> Mal kurz eine Frage zu Leistungsberechnung eines Widerstandes.
> Vielleicht kann mir jemand die Rechnung / Auslegung erklären wie man da
> vorgeht.

Du bist nicht tatsächlich schon 18 Jahre im Forum, mit fast 8000 
Beiträgen?

von Thomas (kosmos)


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@Jörg: Danke für die Blumen.

Ja den Fall hatte ich einfach noch nicht, wenn es fein werden musste 
habe ich in die Bastelkiste gegriffen und habe ein Mehrgangpoti 
rausgeholt oder eben einen größeren Widerstand genommen da musste ich 
mir um die jetzigen 125mW keine Gedanken machen.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas schrieb:
> die jetzigen 125mW ...

Wie kommst du auf 125mW?

von Thomas (kosmos)


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0805 Widerstand

wenn ich mit 14,2V²/18000 rechne komme ich auf 112mW, aber warscheinlich 
will man den dan lieber nicht anfassen.

Von welcher Erwärmung würde man da ausgehen wenn die Umgebungstemp sagen 
wir mal bis auf 26°C hochgehen kann.

von Norbert (der_norbert)


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Hmmm…
(15V/(1e3Ω+18e3Ω))^2*18e3Ω = 11,22e-3W

von Thomas (kosmos)


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sorry, sind 11,2mW ok da dürfte es keine Probleme geben.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Thomas schrieb:
>wenn ich mit 14,2V²/18000 rechne komme ich auf 112mW,

Ich komme auf 11,2mW.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas schrieb:
> Von welcher Erwärmung würde man da ausgehen wenn die Umgebungstemp sagen
> wir mal bis auf 26°C hochgehen kann.

Die Erwärmung ist unabhängig von der Umgebungstemperatur. Wie stark sich 
ein 0805 über die Umgebungstemperatur erwärmt, hängt von der Kühlfläche, 
d.h. vom Platinenlayout ab.

: Bearbeitet durch User
von Norbert (der_norbert)


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Rainer W. schrieb:
> Thomas schrieb:
>> Von welcher Erwärmung würde man da ausgehen wenn die Umgebungstemp sagen
>> wir mal bis auf 26°C hochgehen kann.
>
> Die Erwärmung ist unabhängig von der Umgebungstemperatur. Wie stark sich
> ein 0805 über die Umgebungstemperatur erwärmt, hängt von der Kühlfläche,
> d.h. vom Platinenlayout ab.

In diesem speziellen Fall wäre ich nicht verwundert wenn man mehrere 
Mikrokelvin Erwärmung messen würde.
In der Folge würde vermutlich auch die delikate Balance der beiden 
Widerstandswerte extrem aus dem Gleichgewicht gebracht.
Zu allem Überfluss könnte sich die Spannung am Abgriff deutlich um 
einige ppb verändern.
Ein Teufelskreis!

von Manfred P. (pruckelfred)


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Norbert schrieb:
> In diesem speziellen Fall wäre ich nicht verwundert
> wenn man mehrere Mikrokelvin Erwärmung messen würde.
>
> Zu allem Überfluss könnte sich die Spannung am Abgriff
> deutlich um einige ppb verändern.

+1 !!!!!!!!!!

von Thomas (kosmos)


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ich bin bei der Frage von den falschen 112mW an einem Widerstand 
ausgegangen der 125mW ab kann. Welche Parameter benötige ich dafür. Und 
ich nehme schon an das das Delta zur Umgebung bei der Wärmeabfuhr eine 
Rolle spielt und die Belastbarkeit beeinflusst.

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

>> Komperator
> Das ist in etwa wie "Wiederstand".

Bei ebay kann man aber jede Menge "Komperatoren" kaufen. :-)

von Manfred P. (pruckelfred)


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Thomas schrieb:
> Welche Parameter benötige ich dafür.

Gibst Du jetzt hier den Trollmeister, der Tag passt ja.
Das Ohmsche Gesetz, schon mal gehört?

Dir wurden 18 kOhm empfohlen, in Reihe mit dem 1k-Poti gibt das 19 kOhm.
U/R=I (Spannung durch Widerstand ergibt Strom)
Also 15 Volt durch 19 kOhm ergibt 0,8 Milliampere.

RxI=U (Widerstand mal Strom ergibt Spannung)
0,8 Milliampere mal 18 kOhm = 14,2 Volt.

UxI=P (Spannung mal Strom gibt Leistung)
14,2 Volt mal 0,8 Milliampere = 11,4 Milliwatt.

Unten ist noch das 1k-Poti, auch durch das fließen dann 0,8mA und die 
Leistung kannst Du selbst ausrechnen, liegt unter 1 mW.

Mal kurz G* fragen, ausdrucken und an den Taschenrechner kleben!

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