Wann verwendet man Kohleschicht und wann Metallschichtwider.

Gast #248822
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Metalloxid sind bei gleicher Größe Belastbarer als Koleschicht,leichter
mit kleinen Tolleranzen zu fertigen,besser im Temperaturkoefizient und
rauschen weniger als Kohleschichtwiderstände.
Dafür kosten se etwas mehr aber der Unterschied ist mittlerweile recht
gering.

Es gibt noch andere Unterschiede aber im Wesentlichen wars das.
Sonderformen hab ich mal weggelassen denn die sind Fallabhängig.

Ich für meinen Teil nutze fast nur noch Metall.
Gast #248823
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1/4W 10K Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 10 K-Ohm  0.10
(0,038 ab 10 stk., 0,019 ab 100stk.)

METALL 10,0K Metallschichtwiderstand 10,0 K-Ohm   0.08 1
(0,048 ab 10 stk., 0,024 ab 100stk)

Preise von Reichelt.de, also ist der Preisunterschied ~1cent obs sich
dafür lohnt alles doppelt zu haben?
Ich benutz auch nurnoch Metallschicht, bzw brauche noch die alten
bestände auf.
Gast #248825
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@Mäxchen: Notorische Nörgler auch...
Ratber hat zu den Toleranzen noch weitere Punkte genannt die die Beiden
Arten unterscheiden auch wenn die Formatierung etwas "schlecht" gelöst
ist ich bevorzuge bei soetwas die Aufzählung etwa:
* Punkt 1
* Punkt 2
* Punkt 3

Und ein Buchstabe zuviel ist ja wohl jedem schonmal reingerutscht,
Rechtschreibfehler zu verbessern wird übrigesn oft auch als
Besserwisserei angesehen, besonders hier macht der Ton die Musik.
Gast #248826
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Ich habe die Erfahrung gemacht (in 230V Applikationen), dass die
Metaller nicht so spannungsfest sind als die Kohlen.
Einen Metaller mit 230V zu belasten ist oftmals auserhalb der
Spezifikationen. Sicher gibt es die auch, aber in solchen Situationen
lieber ins Datenblatt schauen.

MW
Gast #248827
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@Michael:

Ist ja auch kein Wunder. Die normalen 08/15-Widerstände (egal ob Kohle
oder Metall) sind nur bis 200 Volt spezifiziert. Bei 230 Volt
Wechselspannung liegt die Scheitelspannung aber bei 325 Volt. Dass dies
kein normaler Widerstand mitmacht, liegt auf der Hand.

Dafür bekommst Du Metallschichtwiderstände (in gleicher Bauform) die
für 600 Volt und mehr spezifiziert sind.

Ansonsten, die Reichelt-Preise sagen nicht so sehr viel aus, wie der
Preisunterschied ist wenn du 1.000.000 Widerstände oder mehr brauchst.
Da werden die Unterschiede nämlich größer.

Für Hobby-Bastler und ähnliche macht es aber fast keinen Sinn mehr
Kohleschicht zu kaufen. Da ist der Preisunterschied wirklich nicht
bedeutend.
#6697102
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Michael Wilhelm schrieb:
> Ich habe die Erfahrung gemacht (in 230V Applikationen), dass die
> Metaller nicht so spannungsfest sind als die Kohlen.
> Einen Metaller mit 230V zu belasten ist oftmals auserhalb der
> Spezifikationen. Sicher gibt es die auch, aber in solchen Situationen
> lieber ins Datenblatt schauen.
>
> MW

Ja, das habe ich heute auch gemerkt. Habe bei einem Wechselrichter ein 
Widerstand erneuert (Metallschicht 220kOhm) dieser liegt parallel zu 3 
Kondensatoren. Da läuft 298,6 Volt DC drüber. Der Widerstand wird über 
120°C heiss. Der Widerstand hat 3 Watt. Hab ihn nochmal ausgelötet und 
über einer Veruchschalung den Strom der da drüber läuft mit ein 
Messgerät gemessen.
Es fliessen da 1,4mA über den Metallschichtwiderstand. Bei 298,6 Volt 
sollten das nach der Uri Formel 0,41 Watt sein. Der Widerstand wird 120° 
und mehr heiss, da kann doch was nicht stimmen. Hab danach 2 x 470kOhm 
Parallel daran angeschlossen. Sind auch so grob gerechnet ungefähr 
235kOhm Hab jetzt aber 6 Watt, weil 2 Widerstände Parallel. Und siehe 
da, beide Widerstände heizen sich auf über 84°C auf. Das ist doch ein 
Phänomen dachte ich.
Jetzt weiss ich aber, dass ich einen Kohleschichtwiderstand verwenden 
muss wegen der höheren Spannung.
Man lernt nie aus :-)
#6697129
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Alfredo D. schrieb:
> Es fliessen da 1,4mA über den Metallschichtwiderstand. Bei 298,6 Volt
> sollten das nach der Uri Formel 0,41 Watt sein. Der Widerstand wird 120°
> und mehr heiss, da kann doch was nicht stimmen. Hab danach 2 x 470kOhm
> Parallel daran angeschlossen. Sind auch so grob gerechnet ungefähr
> 235kOhm Hab jetzt aber 6 Watt, weil 2 Widerstände Parallel. Und siehe
> da, beide Widerstände heizen sich auf über 84°C auf. Das ist doch ein
> Phänomen dachte ich.
> Jetzt weiss ich aber, dass ich einen Kohleschichtwiderstand verwenden
> muss wegen der höheren Spannung.
> Man lernt nie aus :-)

Bist du auf Drogen? Dein gemessener Effekt hat mit dem 
Widerstandsmaterial rein GAR NICHTS zu tun, sondern damit, daß du die 
ansatzweise gleiche Verlustleistung auf zwei Widerstände aufteilst. 
Logisch daß der bei halber Verlustleistung weniger warm wird.

Allerdings sollte ein echter 3W Widerstand bei 0,41W nicht 120°C heiß 
werden. Irgend etwas stimmt da nicht.
#6698373
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Ich habe den Wechselrichter jetzt nochmal aufgeschraubt und 
Wärmebildaufnahmen gemacht von dem Kohleschichtwiderstand. Dieser wird 
zwischen 35 und 50°C warm. Dann habe ich ihn nochmal ausgelotet und mit 
einem Metallschichtwiderstand ersetzt. Dieser wird nun 122°C heiss. Das 
belegen die Wärmebild aufnahmen. Hab jetzt wieder den 
Kohleschichtwiderstand rein gelötet. Temperatur ist wieder runter. Und 
der Witz ist, der Kohleschichtwiderstand hat nur 1/4 Watt, der 
Metallschichtwiderstand 3 Watt.
Ich verstehe das auch nicht, warum hier der Metallschichtwiderstand 
nicht funktioniert. Es gibt offenbar gravierende Unterschiede.
Ich versuche das Video mit den Wärmebildaufnahmen zu schneiden und es 
auf YouTube hochzuladen. Der Titel wird sein: Kohleschicht vs. 
Metallschichtwiderstand.  Wann das Video erscheint kann ich nicht genau 
sagen, weil ich mich mit Videoschnitt nicht auskenne.
#6699576
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Hi,

Alfredo D. schrieb:
> Ich verstehe das auch nicht, warum hier der Metallschichtwiderstand
> nicht funktioniert.

Das wird einen einfachen Grund haben:
Du hast die Datenblätter zu diesen Widerständen entweder gar nicht 
gelesen oder aber nicht mit den Anforderungen am Einsatzpunkt 
abgegelichen.
Zumindest in Schaltungen wo die Betriebsbedingungen weit ausserhalb der 
üblichen Spezifikationen der (schlechtesten) marktüblichen Bauteile sind 
ist das ist ein ganz ganz ganz grober handwerklicher Schnitzer.
Und diese Widerstände in diesen Bauformen gibt es auch mit nur ~120V 
oder gar nur ~60V Spannungsfestigkeit. Und du betreibst die mit ~400V!

Und die Erhitzung tritt auf da "genau DIESE" Metallschichtwiderstände 
die du dort verwendest hast nicht für die auftretende Spannung 
spezifiziert sind! Und du bereits so weit ausserhalb der Spezifikation 
bist das auch tatsächlich undefiniertes Verhalten auftritt.

Entweder ist der Widerstand bereits (zumindest teilweise) 
durchgeschlagen und hat gar nicht mehr seinen Nennwert sodern einen 
deutlich niedrigeren Wert (höherer Strom) oder der Widerstand wird bei 
diesen Spannungen nichtinear, warum auch immer...
Dazu müsstest du jetzt mal Messen welchen Wert der Widerstand im 
Ausgebauten Zustand hat.

Der Kohleschichtwiderstand hingegen ist zwar vermutlich auch weit 
ausserhalb seiner Spezfikation, aber er ist (NOCH) nicht defekt.

Was sagen denn die Datenblätter zu den erlaubten Betriebsspannungen der 
Widerstände?

Mit einem beliebigen Pärchen Widerstände anderer Herstellers könnte das 
Verhalten auch genau anders herum sein.
Und wenn du Widerstände verwendest die auch für >= 400V spezifiziert 
sind, dann funktioniert das Problemlos sowohl mit Metallschicht als auch 
mit Kohleschicht. An dieser Stelle vermutlich sogar mit Metalldraht...

Gruß
Carsten

P.S. Falls du keine Widerstände hast die 400V aushalten kannst du auch 
Problemlos zwei 200V Widerstände mit halben Widerstandswert 
hintereinanderschalten. Oder vier 100V mit je einem Viertel des 
Gesamtwertes usw.
Das geht bei vielen Bauteilen, aber gerade bei Widerständen ist das 
nahezu in jeder Hinsicht - bis auf den Platzbedarf - absolut 
unproblematisch.
Gast #6699594
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Christian B. schrieb:
> Metallschicht rauschen weniger...
>

Das ist eine schöne aber falsche Behauptung. Nach meiner Kenntnis ist 
die Rauschspannung an einem ohmschen Widerstand durch Statistik und 
Leistungsdichtespektrum wie folgt definiert:

Ur = SQRT(4 x k x T x Δf x R)

D.h. es gibt eine Temperaturabhängigkeit, eine Gewichtung des 
Frequenzintervalls (endliche Bandbreite) und des Widerstandswertes 
selber.

[1] 'Rauschkenngrößen der Antennen, HF- und NF-Verstärker', W. Henne, 
Oldenbourg, 1972
(Firma: Zombieland) #6699714
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K. D. schrieb:
> Das ist eine schöne aber falsche Behauptung. Nach meiner Kenntnis ist
> die Rauschspannung an einem ohmschen Widerstand durch Statistik und
> Leistungsdichtespektrum wie folgt definiert:
>
> Ur = SQRT(4 x k x T x Δf x R)
>
> D.h. es gibt eine Temperaturabhängigkeit, eine Gewichtung des
> Frequenzintervalls (endliche Bandbreite) und des Widerstandswertes
> selber.

Im Prinzip spielt Rauschen im Wesentlichen nur bei Hifi oder aber bei 
sehr hohen Frequenzen (also HF, Antennentechnik, etc.) eine Rolle und 
bei Hifi liegt die Frequenzbandbreite im Bereich zwischen 20 Hz und 
20kHz, alles andere ist sowieso nicht hörbar.
Der andere Faktor ist aber T bzw. SQRT aus T und da gibt es aufgrund des 
gewählten Materials sehr wohl Unterschiede insbesondere bei Dauerlast im 
Betrieb wird T bei Kohleschicht anders aussehen als bei Metallfilm 
(Temperaturdrift) und die Hifi-Enthusiasten sagen zudem man könne den 
Unterschied auch hören ... ob das wirklich stimmt ist die Frage.
Siehe auch:
https://www.rohm.de/electronics-basics/resistors/outline-of-resistors
#6699744
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Falk B. schrieb:
> Wem unter euch noch nie ein Kohlewiderstand verbrannt, der werfe das
> erste Labornetzteil mit Strombegrenzung!

Als ich neu mit dem Kram angefangen habe, hab ich mal Widerstände 
absichtlich weit überlastet – nur um zu gucken, was passiert. 
Kohleschicht ist dabei durchgebrannt und zu Asche zerfallen, während 
Metallfilm sich soweit aufgeheizt hat, dass der Lack im Wortsinn 
weggebrannt ist – das Bauteil selbst hatte danach auch kalt einen 
geringfügig geringeren Widerstand (warum auch immer, bewegte sich im 
Bereich von ~10% und war reproduzierbar), die Metallschicht lag frei, 
aber die grundsätzliche Funktion war noch gegeben.

Ich halte den Unterschied in diesem Thread auch für erwähnenswert – kann 
mir vorstellen, dass manchmal auch bewusst Kohleschichtwiderstände 
verbaut wurden, um eine Sollbruchstelle zu schaffen. Wenn man dann sowas 
bei einer Reparatur durch Metallfilm ersetzt, hebelt man das 
möglicherweise aus.
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6699897
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Jack V. schrieb:
> hab ich mal Widerstände absichtlich weit überlastet
Ich habe Widerstände mal mit kurzen Impulsen (im ms-Bereich) mit dem 
zigfachen Nennwertwert (40-fach) überlastet. Der Leistungsmittelwert war 
dabei weit unter dem Nennwert, die Widerstände blieben völlig kalt.

Irgendwann gingen dann aber mit länger werdender Pulsdauer die 
Metallfilmwiderstand einfach kaputt, weil sie nicht in der Lage waren, 
die Impulseneergie vom "wegzubekommen" und dann der Metallfilm 
überlastet wurde.

Die massiven Kohlewiderständen oder auch Drahtwiderstände hatten mit 
solchen Puls-Überlastungen keinerlei Probleme.
#6700444
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Hi,

Lothar M. schrieb:
> Irgendwann gingen dann aber mit länger werdender Pulsdauer die
> Metallfilmwiderstand einfach kaputt, weil sie nicht in der Lage waren,
> die Impulseneergie vom "wegzubekommen" und dann der Metallfilm
> überlastet wurde.

MetallFILMwiderstand oder MetallSCHICHTwiderstand?

Das ist ja ein großer Unterschied im Hinblick auf die Pulsfestigkeit.
SCHICHTwiderstände (egal ob Kohle oder Metall) sind nicht besonders 
Pulsfest.
MetallFILMwiderstände und KohleMASSEwiderstände sind dagegen erheblich 
Pulsfester.

Lothar M. schrieb:
> Die massiven Kohlewiderständen oder auch Drahtwiderstände hatten mit
> solchen Puls-Überlastungen keinerlei Probleme.

WEnn du mit "massiven Kohlewiderständen" Kohlemassewiderstände meinst, 
so sind die in der Tat relativ Pulsfest. Nur sind Kohlemassewiderstände 
heute doch eine absolute Ausnahmeerscheinung.
Normale Kohleschichtwiderstände unterscheiden sich in Bezug auf die 
Pulsfestigkeit jetzt nicht nennenswert von den 
Metallschichtwiderständen.

Und neben den (K./M.)Schichtwiderständen, Drahtwiderständen und 
Metallfilwiderständen gibt es dann noch die Metalloxidwiderstände die 
noch einmal andere Eigenschaften haben...

Gruß
Carsten
#6700665
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Lothar M. schrieb:
> Die massiven Kohlewiderständen oder auch Drahtwiderstände hatten mit
> solchen Puls-Überlastungen keinerlei Probleme.

VORSICHT! Man muss schon zwischen KohleSCHICHT und KohleMASSEwiderstand 
unterscheiden.

Bei KohleSCHICHTwiderständen (carbon film resistor) hat man auch nur 
eine dünne, leitfähige Kohleschicht, welche die Pulsenergie schlucken 
mus, ohne lokal zu überhitzen. Die ist vielleicht technologiebedingt 
etwas dicker als eine vergleichbare Metallschicht, aber immer noch recht 
dünn. Der Träger der Widerstände ist ein nicht leitfähiger 
Keramikzylinder. Allerdings gibt es auch beid en Schichtwiderständen 
bisweilen deutliche Unterschiede. Einige gut pulsfeste Widerstände gibt 
es als MELF. Aber nicht alle MELF sind pulsfest!

Im Gegensatz dazu bestehen KohleMASSEwiderstände (carbon composition 
resistor) VOLLSTÄNDIG aus leitfähigem Kohlematerial ohne tragenden Kern. 
Diese Anordung hat deutlich mehr Volumen und damit Wärmekapazität, kann 
also DEUTLICH höhere Pulsleistungen schlucken, ohne kaputt zu gehen. Die 
mittlere Verlustleistung ist aber praktisch identisch zu den 
Schichtwiderständen, denn die Oberfläche zur Wärmeabgabe ist gleich.

https://de.rs-online.com/web/p/widerstande-durchsteckmontage/8920842/

Die OY Reihe hat 2W Nennleistung bei 80J Pulsenergie! Versuch das mal 
mit einem Schichtwiderstand ;-)

Drahtwiderstände liegen irgendwo dazwischen. Der Drahtwickel kann auch 
schon ganz ordentlich Pulsenergie schlucken und darf dabei auch mal 
einige hundert °C heiß werden.
#6700666
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Carsten S. schrieb:
> Das ist ja ein großer Unterschied im Hinblick auf die Pulsfestigkeit.
> SCHICHTwiderstände (egal ob Kohle oder Metall) sind nicht besonders
> Pulsfest.
> MetallFILMwiderstände und KohleMASSEwiderstände sind dagegen erheblich
> Pulsfester.

Wo soll denn da der Unterschied sein? Das sind doch Synonyme, einmal 
Deutsch und einmal Englisch. OK, bei SMD Bauteilen gibt es noch Dick- 
und Dünnschicht Widerstände.
#6703671
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K. D. schrieb:
> Christian B. schrieb:
>> Metallschicht rauschen weniger...
>>
>
> Das ist eine schöne aber falsche Behauptung. Nach meiner Kenntnis ist
> die Rauschspannung an einem ohmschen Widerstand durch Statistik und
> Leistungsdichtespektrum wie folgt definiert:
>
> Ur = SQRT(4 x k x T x Δf x R)
>
> D.h. es gibt eine Temperaturabhängigkeit, eine Gewichtung des
> Frequenzintervalls (endliche Bandbreite) und des Widerstandswertes
> selber.
>
> [1] 'Rauschkenngrößen der Antennen, HF- und NF-Verstärker', W. Henne,
> Oldenbourg, 1972

Es gibt mehrere Rauschursachen, die vor allem bei den Kohledingern stark 
zutage treten (Stromrauschen, Popcorn-Rauschen, ...).
https://www.eetimes.com/strategies-for-minimizing-resistor-generated-noise/# 
als Beispiel-Quelle
#6703804
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da der Thread nun 16 Jahre gereift ist. Um die Spannungsfestigkeit zu 
erhöhen hätten lieber 2 Metallschichtwiderstände mit dem halben Ohmwert 
in Reihe geschalten werden sollen, dann würde man auch keine 120°C 
erreichen. Den dieses Problem was hier auftritt ist rein aufgrund der 
Spannungsfestigkeit.
#6703990
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K. D. schrieb:
> Das ist eine schöne aber falsche Behauptung. Nach meiner Kenntnis ist
> die Rauschspannung an einem ohmschen Widerstand durch Statistik und
> Leistungsdichtespektrum wie folgt definiert:

Das ist aber keine Behauptung, sondern nachweislich in einer Schaltung, 
welche wir verwenden, so. Das Eigenrauschen der Schaltung war mit 
Kohleschichtwiderständen nicht in akzeptable Bereiche zu bekommen, 
gerade im untersten Messbereich gab es kein ausreichendes SNR mehr. Erst 
mit dem Einsatz von Metallschichtwiderständen, ansonsten gleicher Werte- 
und Toleranzbereich, stieg das SNR soweit, dass wir die Schaltung 
verwenden konnten.

p.s.: Die besagte Schaltung ist Teil eines Energiemessystems für 
Laserstrahlung. Die Widerholfrequenz ist max. 20Hz, die Pulsbreite 
zwischen 0,1 und 1,5µs, also weit weg von HF.

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