Was ist ein Kohleschichtwiderstand?

Ein klassischer Kohleschichtwiderstand besteht aus einem zylindrischen Keramik- oder Porzellankörper, auf dem die eigentliche Widerstandsschicht aus kristalliner Kohle sitzt. Diese Schicht kann entweder durch ein Tauchverfahren oder mittels Aufdampfen unter Vakuum aufgebracht werden. Der elektrische Widerstand des Materials Kohle ist relativ wenig variabel, man benötigt aber sehr wohl unterschiedliche Widerstandswerte; von einstelligen Ohm-Werten bis in den Megaohm-Bereich. Dies kann durch eine unterschiedliche Dicke der Kohleschicht erreicht werden, die in der Regel zwischen 0,001 µm und 10 µm beträgt. Besonders hohe Widerstandswerte erzielt man durch ein wendelförmiges Auftragen der Kohleschicht. Die wirksame Länge der Widerstandsschicht wächst damit stark an, ohne dass hierfür eine Vergrößerung der Bauform notwendig wird.

Je nach Anforderungen an die Widerstandstoleranz werden die Widerstände sortiert beziehungsweise selektiert oder aber während des Fertigungsvorgangs abgeglichen. Beim Abgleich wird entweder so lange Material durch Schleifen beziehungsweise Sandstrahlen abgetragen, bis der gewünschte Sollwert erreicht ist, oder ein Laser- oder Elektronenstrahl verdampft hierzu partiell die Widerstandsschicht.

Beidseits der Widerstandsschicht sitzen metallische Kappen, die die elektrische Kontaktierung zu den axialen Anschlussdrähten für die konventionelle Durchsteckmontage (THT) herstellen. Die Kohleschicht wird durch einen Überzug aus Lack oder Kunstharz gegen den das Eindringen von Feuchtigkeit, mechanische Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt.

Kohleschichtwiderstände sind relativ preiswert und werden meist mit einer Toleranz von +/- 5% vom Nennwert angeboten. Sie eignen sich für die meisten allgemeinen Anwendungen, wenn es nicht auf sehr geringe Toleranzen ankommt und die Baugröße sowie der Temperaturkoeffizient keine vorrangige Rolle spielen.

Kohleschichtwiderstände gibt es in verschieden großen Bauformen und damit einhergehend mit unterschiedlichen, maximal zulässigen Verlustleistungen. Analog dazu ist die Dicke der axialen Anschlussdrähte unterschiedlich. Sie leiten – neben dem eigentlichen Keramikkörper – ebenfalls Verlustwärme ab und halten den Widerstand damit im zulässigen Temperaturbereich. Die Widerstandswerte von Kohleschichtwiderständen sind in sogenannten E-Reihen abgestuft. Beispielsweise steht die Reihe E 12 gerundet für einen Faktor von 1,2115, die Widerstandswerte lauten demnach als Beispiel bei 1 Ohm startend 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3 Ohm und so weiter. Durch Kombinationen unterschiedlicher Widerstandswerte in Reihen- oder Parallelschaltung lassen sich hiermit prinzipiell sämtliche erforderlichen Werte realisieren.

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Kohleschichtwiderständen

Wie kann man den Widerstandswert erkennen?

Jeder Widerstand trägt eine Farbcodierung in Form von Ringen. Zusätzlich ist ein weiterer, etwas von der Dreiergruppe abgesetzter Farbring vorhanden, der die Toleranz des Kohleschicht-Widerstands angibt. Am einfachsten ist es, eine „Widerstandsuhr“ in Form einer kleinen einstellbaren Scheibe zur Aufschlüsselung zu verwenden, die ebenfalls in unserem Shop erhältlich ist.   

Wie erkennt man die Belastbarkeit (Leistung) des Widerstands?

Im Gegensatz zu Widerstandswert und Toleranz ist die maximale Belastbarkeit oder elektrische Leistung nicht direkt ablesbar. Ist der Kohleschicht-Widerstand erst einmal aus der Verpackung entnommen, gibt lediglich die Baugröße Hinweise zur Belastbarkeit. Die Maße können zwar individuell leicht variieren, sind jedoch ausreichend weit voneinander entfernt, so dass eine Identifizierung meist problemlos möglich ist. Hier aufgelistet sind die ungefähren Abmessungen der gebräuchlichen fünf Leistungen:

• 1/10 Watt = 3,2 x 1,7 mm
• 1/4 Watt = 6,8 x 2,5 mm
• 1/2 Watt = 9,2 x 3 mm
• 1 Watt = 12,8 x 4,7 mm
• 2 Watt = 16,8 x 5,7 mm