Skip to content
RFrftools.io
General

Ohm

Berechnen Sie Spannung, Strom, Widerstand und Leistung mit Ohm

Loading calculator...

Formel

V=IR,P=IV=I2R=V2RV = IR, \quad P = IV = I^2R = \frac{V^2}{R}
V— Spannung (V)
I— Aktuell (A)
R— Widerstand (Ω)
P— Leistung (W)

Wie es funktioniert

Der Rechner nach dem Ohmschen Gesetz berechnet Spannung, Strom, Widerstand und Verlustleistung — unverzichtbar für das Schaltungsdesign, die Komponentenauswahl und die Leistungsbudgetierung. Elektroingenieure, Techniker und Bastler verwenden ihn, um Widerstände zu dimensionieren, Lastströme zu berechnen und Nennleistungen vor der Prototypenfertigung zu überprüfen. Laut Horowitz & Hills „Art of Electronics“ (3. Aufl., S. 1) ist V=IR die grundlegende Beziehung, die allen Widerstandsschaltungen zugrunde liegt. Standardwiderstände haben Toleranzen von 1% (Präzision) bis 5% (allgemeine Verwendung), wobei die Temperaturkoeffizienten gemäß MIL-PRF-55342 typischerweise 50-100 ppm/°C betragen. Leistungswiderstände werden im Dauerbetrieb auf 50-70% der Nennleistung herabgesetzt — ein Widerstand mit 1 W sollte nicht mehr als 0,5-0,7 W ableiten, um die Sperrschichttemperaturen unter 125 °C zu halten. Für hochpräzise Anwendungen erreichen Dünnschichtwiderstände mit einer Toleranz von 0,1% Temperaturkoeffizienten von nur 5 ppm/°C.

Bearbeitetes Beispiel

Ein 5-V-Arduino-GPIO muss eine LED ansteuern, die 20 mA Vorwärtsstrom bei 2,1 V Vorwärtsspannung benötigt. Berechnen Sie den Widerstand zur Strombegrenzung: V_Drop = 5 V — 2,1 V = 2,9 V. R = V/I = 2,9 V/0,020 A = 145 Ohm. Wählen Sie den nächstgelegenen E24-Standardwert: 150 Ohm. Überprüfen Sie die Verlustleistung: P = I²R = (0,020) ² × 150 = 0,06 W — ein Standardwiderstand von 1/8 W (0,125 W) bietet eine zweifache Sicherheitsmarge. Diese Berechnung folgt den IPC-2221B-Richtlinien für die Leistungsreduzierung von Komponenten. Der Stromverbrauch der LED beträgt I = 2,9 V/150 Ohm = 19,3 mA — das entspricht einem Wert von 4% des Sollstroms, was für Blinkeranwendungen akzeptabel ist.

Praktische Tipps

  • ✓Verwenden Sie die Standardwerte E24 (5%) oder E96 (1%), um die Verfügbarkeit der Komponenten sicherzustellen — benutzerdefinierte Werte bedeuten eine Vorlaufzeit von 4-8 Wochen und einen 3-5-fachen Kostenaufschlag
  • ✓Überprüfen Sie bei Leistungswiderständen über 1 W den Wärmewiderstand (normalerweise 20-50 °C/W für TO-220-Gehäuse gemäß JEDEC JESD51-1) und fügen Sie einen Kühlkörper hinzu
  • ✓Kreuzverifizierung der Berechnungen mit P=VI, P=I²R und P=V²/R — alle drei müssen innerhalb der Komponententoleranz übereinstimmen

Häufige Fehler

  • ✗Verwendung der gesamten Versorgungsspannung anstelle des Spannungsabfalls am Widerstand — verursacht Fehler bei der Stromberechnung von 40 bis 60% in LED- und Bias-Schaltungen
  • ✗Auswahl von Widerständen mit exakter Nennleistung — thermische Belastung reduziert die MTBF um 50% pro JEDEC JEP122H; immer auf 50-70% herabsetzen
  • ✗Ignorieren des Temperaturkoeffizienten in Präzisionsschaltungen — ein Widerstand von 100 ppm/°C verschiebt sich um 1% über einen Temperaturbereich von 100 °C

Häufig gestellte Fragen

Spannung in Volt (V), Strom in Ampere (A), Widerstand in Ohm (Ω), Leistung in Watt (W). Gemäß SI-Standards erzeugt 1 V über 1 Ω 1 A und leitet 1 W ab.
Das Ohmsche Gesetz gilt für lineare Widerstandselemente. Nichtlineare Komponenten (Dioden, Transistoren) erfordern eine I-V-Kurvenanalyse. Beispielsweise weist eine 1N4148-Diode bei 10 mA einen Durchlassabfall von ~0,7 V auf, variiert jedoch je nach Temperatur gemäß ON Semiconductor-Datenblatt um 2 mV/°C.
Der Widerstand ändert sich mit der Temperatur pro R (T) = Rob (1 + α×ΔT). Kupfer hat α = +0,393% /°C (der Widerstand steigt), während die Kohlenstoffzusammensetzung zwischen -0,02 und -0,05% /°C liegt. Präzisionswiderstände geben den TCR in ppm/°C an — 25 ppm/°C bedeuten eine Abweichung von ± 0,25% über den Bereich von 100 °C.
Auswahl von Strombegrenzungswiderständen für LEDs, Spannungsteiler für Sensorschnittstellen und Berechnung des Vorwiderstands für Transistorverstärker. Branchenumfragen zufolge verwenden über 80% der elektronischen Designs Spannungsteiler.
Die theoretische Genauigkeit ist exakt; die praktische Genauigkeit hängt von den Toleranzen der Bauteile ab. Eine Schaltung mit 5% Widerständen und 10% Kondensatoren ergibt im schlimmsten Fall einen Fehler von ± 11% (RSS-Methode). Verwenden Sie Widerstände von 1% und Messwerte für eine Genauigkeit von ± 2-3%.
Wenden Sie I = V/R an und verwenden Sie dabei die Spannung am Widerstand (keine Versorgungsspannung, wenn andere Komponenten in Reihe geschaltet sind). Für einen 470Ω-Widerstand mit 5 V an ihm gilt: I = 5/470 = 10,6 mA. Verwenden Sie zur Überprüfung ein in Reihe geschaltetes Multimeter — Fluke-Messgeräte haben gemäß Herstellerangaben eine Genauigkeit von 0,5%.
V_drop = 12 V — 5 V = 7 V. R = 7 V/0,1 A = 70 Ω. Verwenden Sie 68 Ω (Serie E24). Leistung: P = 7 V × 0,1 A = 0,7 W — wählen Sie einen 2-W-Widerstand (35% Last). Hinweis: Dadurch werden 0,7 W als Wärme verschwendet. Ein LM7805-Regler hat bei dieser Last einen Wirkungsgrad von 85%; ein Abwärtswandler TPS563200 erreicht laut TI-Datenblatt einen Wirkungsgrad von 92%.
Drei äquivalente Formen: P = V²/R = I²R = V×I. Für 100 Ω mit 10 V: P = 100/100 = 1 W. Reduzieren Sie gemäß IPC-9592B die Leistungswiderstände in geschlossenen Räumen ohne erzwungenen Luftstrom auf 50%. Die oberflächenmontierten 0805-Widerstände verarbeiten 0,125 W; 2512-Gehäuse sind für 1 W ausgelegt.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

Resistor Kit (1%, E24)

Precision 1% thin-film SMD resistor assortment, 0402 package

Amazon →

Ceramic Capacitor Kit

MLCC ceramic capacitor assortment in 0402 package

Amazon →

Solderless Breadboard

Full-size breadboard for circuit prototyping

Amazon →

Verwandte Taschenrechner

Power

Spannungsteiler

Berechnen Sie die Ausgangsspannung, den Strom, die Thévenin-Impedanz und die Verlustleistung des Spannungsteilers aus Vin, R1 und R2. Ideal für Bias-Netzwerke und Level-Shifting.

General

RC-Zeitkonstante

Berechnen Sie die RC-Schaltkreiszeitkonstante τ, die Ladezeit auf 63,2% und 99% und -3 dB Grenzfrequenz. Unverzichtbar für das Design von Filtern und Zeitschaltungen.

Power

LED-Widerstand

Berechnen Sie den richtigen Strombegrenzungswiderstand für eine LED. Zeigt den exakten Wert, den nächstgelegenen E24-Standard, den tatsächlichen Strom und die Verlustleistung an.

General

Farbcode

Dekodieren Sie Widerstandsfarbbänder auf Widerstandswert und Toleranz. Unterstützt 4-Band-, 5-Band- und 6-Band-Widerstände. Sofortige Umwandlung von Farbband in Ohm.