Serienwiderstand

Der Serienwiderstand ist ein Widerstand, der in einer elektrischen Schaltung in Reihe zu anderen Bauteilen geschaltet wird. In einer Reihenschaltung fließt der gleiche Strom durch alle Komponenten; die Gesamtwiderstand R_ges ist die Summe der Einzelwiderstände.

Berechnung: R_ges = Σ R_i; I = V_Quelle / R_ges. Die Spannung über einen einzelnen Widerstand beträgt V_i = I · R_i. Die Leistung, die der Serienwiderstand dissipiert, ist P_i = I^2 R_i = V_i I = V_i^2 / R_i. Durch die Spannungsteilung ergibt sich, dass größere Widerstände mehr Anteil an der Gesamtspannung erhalten.

Dank dieser Eigenschaften dient der Serienwiderstand oft zur Strombegrenzung in Gleichspannungen. Ein typisches Beispiel ist die Begrenzung des LED-Stroms: Wählt man eine Versorgung V_s, eine LED mit Vorwärtsspannung V_f und den gewünschten Strom I, ergibt sich R = (V_s − V_f) / I. In RC-Schaltungen bildet der Widerstand gemeinsam mit einer Kapazität eine Zeitkonstante τ = R · C, die den Ladevorgang der Kapazität bestimmt.

Bei der Praxisplanung sind Toleranzen und Leistungsbewertung zu beachten: Widerstände haben Toleranzen (z. B. ±1 %, ±5 %). Der Bauteil dissipiert P = I^2 R bzw. P = V^2 / R; daher ist eine ausreichende Nennleistung (Watt) erforderlich. Temperaturkoeffizienten können die Werte mit der Betriebstemperatur verändern.

Serienwiderstände unterscheiden sich von Parallelwiderständen: In Reihe addieren sich die Widerstände, der Strom ist konstant, und eine Störung oder ein offener Strompfad unterbricht den Stromkreis. Serienwiderstände sind essenziell in vielen Anwendungen, darunter LED-Strombegrenzung, RC-Glieder oder Impedanzanpassung.