Kann mir jemand einfach erklären, wozu man diese Reihenunterteilung in
E3 E6 E12 usw. hat und was diese xte Wurzel aus 10 sein soll? Es reicht
doch, wenn man einfach die Farbcodes ablesen kann. Was bringt mir diese
Reihenunterteilung und dieser Faktor k?
Vielen Dank im Voraus
Wenn Du tatsächlich Student bist, dann recherchiere bitte einmal selbst
bzw. wenn Du basierend auf Recherchen fragst, dann poste bitte
entsprechende Referenzen.
Was Du da fragst, ist weder schwer zu recherchieren noch schwer zu
verstehen.
https://de.wikipedia.org/wiki/E-Reihe
Das habe ich mir schon durchgelesen, das Problem ist aber, dass ich noch
nichtmals weiß worum es da geht. Ich lese ständig was über
Widerstandswerte und habe nicht einmal Ohm gesehen, die Beispielrechnung
bei Wikipedia für die E3 Reihe: Was sagen diese Ergebnisse aus?
Student89 schrieb:> Das habe ich mir schon durchgelesen, das Problem ist aber, dass ich noch> nichtmals weiß worum es da geht. Ich lese ständig was über> Widerstandswerte und habe nicht einmal Ohm gesehen, die Beispielrechnung> bei Wikipedia für die E3 Reihe: Was sagen diese Ergebnisse aus?
Es geht darum, dass man einerseits eine "standardisierte" Auswahl von
Werten erhält und andererseits die Möglichkeit hat, Geräte, Werte,
Leistungen etc. zu skalieren. Es geht also einerseits um "Standards" und
andererseits um "Anpassungsfähigkeit".
Standards dienen dazu die Variabilität wirtschaftlich zu machen. Müsste
man alle numerisch möglichen Werte von Widerständen herstellen und
vorhalten wäre allein der nötige Lagerplatz unvorstellbar groß.
Anpassungsfähigkeit (im Sinne von Skalierbarkeit) ist nötig, damit man
Geräte, Maschinen, Vorrichtungen in der jeweils benötigten Grösse bauen
kann.
Sonst gäbe es nur eine Riesenkaffeemaschine die in Deiner kleinen Bude
genau wie in der Kantine eines Großbetriebs stehen würde.
Im Verein mit dem Standard ergibt sich eine Stufung der
Leistungsfähigkeiten. Die Aufgabe war nun die Stufung so zu wählen, dass
man im kleinen Bereich fein abstufen kann, im großen eher grob.
Die konkreten Werte für die Zahlenverhältnisse sind zwar sinnvoll
gewählt und dennoch willkürlich. Es gibt verschiedene Zahlenreihen - ein
Aspekt ist auch ob es um Schreibpapier oder Schrauben geht. Der Artikel
verlinkt auf die Renard-Reihe und erwähnt DIN in Bezug auf Schrauben.
Lies das mal durch.
Klaus, danke für die Antwort aber ich verstehe immer noch nicht, was mir
diese Werte aussagen...
Brauch ich diese Reihenangaben wenn ich die Widerstandswerte ermitteln
will? Gehen diese Angaben irgendwie in die Farbcodierung ein..?
Auf Wikipedia werden für die E3 Reihe berechnet:
1.0 - 2.2 - 4.7
Was kann ich nun damit und mit der großen Tabelle darunter anfangen?
(Sorry, dass ich so schwer von Cape bin)
Student89 schrieb:> Klaus, danke für die Antwort aber ich verstehe immer noch nicht, was> mir diese Werte aussagen...> Auf Wikipedia werden für die E3 Reihe berechnet:> 1.0 - 2.2 - 4.7
Widerstände aus der E-3 Reihe gibts mit:
1
...
2
1mΩ 2.2mΩ 4.7mΩ
3
10mΩ 22mΩ 47mΩ
4
100mΩ 220mΩ 470mΩ
5
1Ω 2.2Ω 4.7Ω
6
10Ω 22Ω 47Ω
7
100Ω 220Ω 470Ω
8
1kΩ 2.2kΩ 4.7kΩ
9
10kΩ 22kΩ 47kΩ
10
100kΩ 220kΩ 470kΩ
11
...
Die E-Reihen finden auch z.B: bei Kondensatoren Anwendung, also ist das
mit dem Ohm nur ein Spezialfall.
Student89 schrieb:> Klaus, danke für die Antwort aber ich verstehe immer noch nicht, was mir> diese Werte aussagen...> Brauch ich diese Reihenangaben wenn ich die Widerstandswerte ermitteln> will? Gehen diese Angaben irgendwie in die Farbcodierung ein..?>> Auf Wikipedia werden für die E3 Reihe berechnet:> 1.0 - 2.2 - 4.7>> Was kann ich nun damit und mit der großen Tabelle darunter anfangen?
Die Werte werden vom Hersteller vorgegeben, die sich wiederum an
Standards halten, die ihnen wiederum vom Staat bzw. gewissen
historischen Gegebenheiten vorgeben werden (ich bin gerade nicht sicher
ob die Widerstandswerte von einer DIN- oder IEC-Norm erfasst werden).
Wenn Du nun ein Gerät oder eine Maschine konstruierst, wird sich
beispielsweise rechnerisch ein Widerstandswert von 130,982340 Ohm
ergeben, den Du für eine bestimmte Teilstruktur Deines Gerätes
benötigst, damit es wie spezifiziert funktioniert. Da allerdings (wie
oben erwähnt) die Fertigung und Lagerung aller möglichen
Widerstandswerte praktisch unmöglich ist stehst Du vor der Aufgabe aus
den tatsächlich vorhandenen Werten einen auszusuchen. den Du auch
wirklich kaufen kannst. Dabei hilft Dir die Tabelle.
Nehmen wir an, die E12-Reihe sei billiger als E96 (das ist tatsächlich
so): Was wäre der nächstliegende E12-Widerstand und was der
nächstliegende aus der E96-Reihe?
E12: 100 Ohm
E96: 130 Ohm
Die beiden Ergebnisse haben zwei Konsequenzen:
Wirtschaftlich gesehen ist ein E12-Wert billiger als ein E96-Wert.
Technisch gesehen, mag der E12-Wert von 100 Ohm die Spezifikation
(beispielsweise die geforderte Verstärkung) nicht erfüllen.
Diese beiden Faktoren gegeneinander abzuwägen und eine Entscheidung zu
treffen geht über Deine unmittelbare Frage hinaus. Ich lasse das daher
hier weg.
Technisch gesehen mag sich aber die Notwendigkeit ergeben, dass Du näher
an den Wert herankommen musst. Dann fehlen entweder 30,982340 Ohm oder
0,982340 Ohm. Nun haben die Reihen noch die Eigenschaft, dass ihre
Genauigkeiten als Konsequenz aus der feineren Stufung auch zunehmen
müssen. Sonst würde die feinere Stufung keinen Sinn haben. (Das zu
überlegen überlasse ich vorerst Dir).
Die Standardisierung hat noch einen Vorteil: Du kannst den Wert den Du
Dir schliesslich ausgesucht hast, (fast) überall auf der Welt leicht
kaufen. Wahrscheinlich ist er sogar im Handlager der Firma enthalten für
die Du arbeitest.
Student89 schrieb:> Brauch ich diese Reihenangaben wenn ich die Widerstandswerte ermitteln> will?
Du brauchst die E-Reihe wenn du die Widerstände kaufen willst. Nehmen
wir mal an, dein berechneter Widerstand soll 613 Ohm haben, dann fährst
du zu Conrad und möchtest einen solchen Widerstand kaufen. Der Verkäufer
wird dich blöd angucken.
Also schaust du dir die E-Reihen an. Du siehst, dass es in der E192
Reihe einen 612 Ohm Widerstand gäbe. Nun musst Du überlegen, ob so eine
hohe Genauigkeit notwendig ist.
Soll der 613 Ohm Widerstand nur ein Vorwiderstand einer LED sein, tut es
auch ein 620 Ohm Widerstand (E24-Reihe), ist eine so hohe Genauigkeit
notwendig, ist es im Allgemeinen besser, diesen Wert durch Reihen- oder
Parallelschaltung zweier Widerstände zu erreichen.
Noch zu der Teilfrage:
>Gehen diese Angaben irgendwie in die Farbcodierung ein..?
Nein. Die Reihe bestimmte die Zahlenwerte. Die Farbcodierung ist nur
eine Zuordnung zwischen den Ziffern und Exponenten und Farben und
Stellung des Farbringes. Dazu siehe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Widerstand_%28Bauelement%29#Farbkodierung_auf_Widerst.C3.A4nden
Soweit ich weiß gibt es keinen "offiziellen" Grund für die Verwendung
von Farbringen. Allerdings ergibt sich aus allgemeinen Überlegungen,
dass es, zur Zeit der Einführung der industriellen Produktion dieser
Bauteile drucktechnisch einfacher war, reproduzierbar zuverlässig Farben
zu drucken als kleine Ziffern. Das hat sich, wie Du vielleicht weisst,
insofern geändert, dass Ziffern nunmehr auch recht gut zu drucken sind
und auf SMD-Bauteilen verwendet werden.
Au weia.
Der zu 130,982340 Ohm nächstliegende E12 wäre natürlich 120 Ohm. Aus
meinem Irrtum folgende Angaben in meinen Antworten sind sinngemäß zu
ändern.
@Student89
Wenn Du schon bei so einfachen Problemen für die es:
Einfachste Erklärungen gibt;
einfache Zusammenhänge gibt;
einfach zu findende Erklärungen im Internet gibt;
Probleme hast, dann viel Spaß für dein zukünftiges Studium.
Notfalls gibt es ja auch noch Trimmpotis, wenn man eine Schaltung hat,
bei welcher es auf das Ohm genau ankommt.
Die verschiedenen E-Reihen schliessen auch die Streuung innerhalb der
Toleranzzonen aus. ein 1 K wird normalerweise niemals 2 k 2 haben, wenn
er warm wird, umgekehrt genausowenig.
Ach ja, ein Poti hat in der Regel 10% Toleranz auf den justierten Wert,
wenn es ein Kohleschichttyp ist, Leitplastik ist da genauer, aber solche
Potis muss man echt suchen.
Lothar M. schrieb:> Noch ein kleiner Denkanstoss: warum wird auf den Messbereichsumschaltern> von Oszilloskopen gern die Schrittfolge 1-2-5-10 verwendet?
Und manche analogen Vielfachmessgeräte hatten Stufen von 1-3-10 ...
Bei den Normzahlen geht es um eine Geometrische Reihe. Zwischen jedem
Element und seinem Nachbar ist der gleiche Multiplikationsfaktor.
Wenn man zum Beispiel mit 6 Multiplikationen von 1 bis 10 kommen will,
braucht man als Schrittfaktor die Zahl: 6. Wurzel aus zehn = 1,468.
(zehn mal 1,468 mit sich selbst multipliziert ergibt ja 10)
Da man im Farbencode bei E6 (und E12) zweistellige Zahlenwerte haben
will (zwei farbige Streifen auf dem R, L, oder C) hat man von der
geometrischen Reihe: 1-1,46-2,15-3,16....10
auf die Zahlenfolge: 1,0-1,5-2,2-3,3-4,7-6,8-10,0 gerundet, die sog.
E6-Reihe
Um von einer beliebigen aus einer Berechnung ermittelten Zahl zu einem
Normwert zu kommen, ist eine auf- oder Abrundung von maximal 20%
notwendig.
anders gesagt: wen man einen beliebigen Wert durch den am nächsten
benachbarten Norm-E6-Wert ersetzt, ist der Fehler nicht größer als 20%
In Schaltungen ohne große Anforderungen an die Genauigkeit reichen die
E6-Werte völlig aus. und es müssen keine exotischen Werte extra
hergestellt werden. Das ist z.B. bei Koppelkondensatoren oder
Siebkondensatoren eigentlich immer der Fall.
Auch der Istwert eines Widerstandes mit 20% Toleranz hält gerade den
Bereich eines solchen Nennwertes ein. Ein 2,2 kOhm-Widerstand mit 20%
kann also minimal 1,76kOhm haben oder maximal 2,64 kOhm beide Werte sind
näher am 2,2 Sollwert als 1,5 oder 3,3.
Die 12 -er Reihe hat 12 Stufen, muss also nach 12 Multiplikationen von 1
auf 10 kommen.
Die Verwandtschaft mit 10% Toleranz ist ähnlich zu den 20% bei der
E6-Reihe. Die Zahlenwerte der E6-Reihe sind Teilmenge der E12 Reihe.
Ziel bei der Einführung der Normreihe war es, gleichgroße Lücken
zwischen den Zahlen zu erreichen, was ja bei der Folge 1,2,5...nicht der
Fall ist. Da ist der Wert 3,16 von der 2 und der 5 um den Faktor 1,58
entfernt.
Die E12-er Reihe reicht für die meisten elektronischen Schaltungen aus,
nur in Sonderfällen sind feinere Abstufungen notwendig. Wenn man also
ein Sortiment Widerstände von 48 Werten aus der E12-Reihe mit vier
Dekaden hat, hat man Alles für den Bereich zwischen 100 Ohm und 1 MOhm
und ist bestens für den Aufbau von Schaltungen in der Analogtechnik
versorgt.
Ursprünglich dienten diese Reihen dazu, jedes produzierte Bauelement
(ohne Ausschuß!) einem Normwert mit entsprechender Toleranz zuordnen zu
können.
MfG Paul
Der einzige zielführende Beitrag war der von
Paul Baumann (paul_baumann):
> Ursprünglich dienten diese Reihen dazu, jedes produzierte Bauelement> (ohne Ausschuß!) einem Normwert mit entsprechender Toleranz zuordnen zu> können.
Beispiel E6-Reihe +/- 20%
-20% +20%
10 8 ... 12
15 12 ... 18
22 18 ... 27
33 27 ... 39
47 39 ... 56
68 56 ... 82
100 82 ... 120
Dann schaut man sich die E12-Reihe +/- 10% an - und nanu:
Die Abstufung beinhaltet genau die Grenzwerte der E6-Reihe.
Damit ist die n-te Wurzel-10-Geschichte zwar nicht mathematisch
erklärt, wird aber gleich als sinnvolle Abstufung über die Werte
von 1-10, 10-100, ... fassbar!
Testfrage: Warum wurde nicht E5, E10, E20 eingeführt?
Wer es genau weiß, aber seine Kenntnisse nicht vermitteln kann,
wirkt erst mal mindestens so blöd, wie ein "dummer" Fragensteller!
Entschuldigung, der Beitrag von Peter R. (pnu) war auch OK.
Und wenn der Herr Student89 die Abwägung
- Nur so genau wie nötig, statt so genau (und teuer) wie möglich.
nicht kapieren will, ist er wirklich nicht schlauer, als manche
der Antwortenden...
Oldie schrieb:> Entschuldigung, der Beitrag von Peter R. (pnu) war auch OK.>> Und wenn der Herr Student89 die Abwägung> - Nur so genau wie nötig, statt so genau (und teuer) wie möglich.> nicht kapieren will, ist er wirklich nicht schlauer, als manche> der Antwortenden...
Über die sachlichen Aspekte Deiner Beiträge will ich nichts weiter
sagen. Ich denke, in der Regel lässt sich jeder gerne eines besseren
belehren.
Aber ich halte es für unnötig, hier die Antworter herabzusetzen. Ich
erkenne nicht, was damit für diesen Thread und seinen Verlauf gewonnen
sein könnte.
Ich möchte Dich daher höflich bitten Dich herabsetzender Worte zu
enthalten.
Hätte nicht gedacht, dass man hier noch so lange diskutieren würde :)
Nun, wenn man bei den E-Reihen Toleranzen angibt, entsprechen dann die
Toleranzen der E-Reihen auch den Toleranzen die der Hersteller in seinen
Datenbüchern angibt?
Student89 schrieb:> Nun, wenn man bei den E-Reihen Toleranzen angibt, entsprechen dann die> Toleranzen der E-Reihen auch den Toleranzen die der Hersteller in seinen> Datenbüchern angibt?
Nachschauen? Vergleichen?
Paul B. schrieb:> Ursprünglich dienten diese Reihen dazu, jedes produzierte Bauelement> (ohne Ausschuß!) einem Normwert mit entsprechender Toleranz zuordnen zu> können.>> MfG Paul
Nu ja, Paul. Hinter dieser Begründung steckt etwas Paranoia und
widerspricht folgender Überlegung:
Wenn ein Produzent 100000 Widerstände mit 10kOhm liefern muss, hilft
ihm doch eine zufällig streuende Fertigung überhaupt nicht. Was macht er
denn mit den Widerständen, die zu 15 kOhm und den andren Normwerten
passen? Die sind dann trotzdem Ausschuss, weil sie niemand braucht. Das
Zuordnungsargument würde gleichmäßigen Bedarf voraussetzen, was nun
wirlich nicht der Fall ist. 1kOhm oder 10kOhm werden zB. hier im Forum
für die Digitaltechnik als Grundbedarf angegeben, andre Werte nicht.
Oder man denke an die typischen Abschlusswiderstände 50, 75,150 Ohm.
Man kann besser so begründen: Bei einer E6 oder E12-Reihe ist jeder
durch Rechnung entstandene Wert mit der zur Reihe gehörigen Toleranz aus
der E... Reihe zu haben. Die Lagerhaltung wird also erheblich
erleichtert.
Oldie schrieb:> Testfrage: Warum wurde nicht E5, E10, E20 eingeführt
Eine E5- Reihe gibt es nicht, da die Schrittweite dann 1,58 ist, also
fast plus minus 30 Prozent beträgt anstatt der gewünschten plusminus 20%
Oldie schrieb:> Damit ist die n-te Wurzel-10-Geschichte zwar nicht mathematisch> erklärt
Bei einer geometrischen Reihe entstehen die aufeinander folgenden
Elemente durch Multiplikation mit konstantem Faktor.
Wurzel 10 (3,16...) mit sich selbst multiplizert ergibt 10
3.Wurzel aus 10 (2,15..) dreimal multipliziert ergibt auch 10.
6.Wurzel aus 10 (1,46..) ergibt nach 6 Schritten 10
Es wäre zwar 1,44 der exakte Abstand für 20% Toleranz (1,2 mal 1,2). Die
Zahl 1,46... liegt aber nun am nächsten dazu, wenn man die n-ten Wurzeln
aus zehn nimmt, um nach einer Dekade eine Wiederholung der Werte zu
haben.
Es gibt auch noch andere geometrisch gestaffelte Reihen, z.B. R10.
Die Nennströme von Feinsicherungen und zum Teil auch von LS-Schaltern
entsprechen den R10-Werten.
1,0
1,25 (13A)
1,6
2,0
2,5
3,15 (32A)
4,0
5,0
6,3
8,0
Peter R. schrieb:> Nu ja, Paul. Hinter dieser Begründung steckt etwas Paranoia und> widerspricht folgender Überlegung:....
Ich kann Dir nur sagen: Diese Begründung wurde mir vom Produktionsleiter
einer Herstellerfirma von Kohleschichtwiderständen gegeben. Sie ist
einleuchtend und ich habe keinen Grund, daran zu zweifeln.
MfG Paul
Oldie schrieb:> Damit ist die n-te Wurzel-10-Geschichte zwar nicht mathematisch> erklärt
Doch. Wenn die Forderung lautet, daß sich die Toleranzbereiche benach-
barter Werte jeweils berühren sollen (bzw. für runde Werte der Toleranz
gleichmäßig überlappen) dann ergibt sich mathematisch zwingend, daß die
Nennwerte eine geometrische Reihe bilden müssen.
Und das wesentliche Merkmal einer geometrischen Reihe ist, daß der
Quotient aufeinanderfolgender Werte konstant ist.
Wenn man als zweite Forderung hinzunimmt, daß sich die Nennwerte
dekadisch wiederholen sollen, dann muß dieser Faktor die Form "n-te
Wurzel aus 10" haben.
Wenn schließlich noch nach dem kleinsten n gefragt wird, für das die
erste Forderung für eine Toleranz von +/-20% erfüllt wird, landet man
bei n=6 respektive der E6-Reihe.
Zu den Normreihen E3, E12, E24 etc. kommt man, wenn man als weitere
Forderung aufnimmt, daß eine feiner abgestufte Normreihe die Werte einer
gröber abgestuften Normreihe enthalten soll.
Vermutlich will der Fragesteller wissen, warum man keine lineare Reihe
nimmt, z.B.: 1, 2, 3, .. 98, 99, 100.
Nun in der Praxis wäre die Abweichung von 1k zu 2k = 100%, das ist viel
zu grob, man braucht Zwischenwerte.
Dafür wäre es in vielen Schaltungen egal, ob 99k oder 100k, d.h. man
hätte unnütz viele Werte auf Lager.