In diesem Kapitel soll es einmal nicht um Transistoren, Dioden oder Kondensatoren, sondern schlicht um Widerstände gehen. Das sind Basis-Komponenten auch schon der Elektrik. Auch dort hat man z.B. das Ohm'sche Gesetz angewandt. Man kann mit einem Batteriewiderstand verbundene, komplexe Netzwerke mit einem Widerstandswert zusammenfassen.

Widerstände tauchen immer dort auf, wo auch Strom eine Rolle spielt, eigentlich also fast überall im täglichen Leben. Sind die nicht korrekt dimensioniert, kann das zu Funktionsausfällen führen. Z.B. der Innenwiderstand einer ganz normalen Glühbirne. Zu viel davon lässt sie nur sehr müde den Raum erhellen, zu wenig für zu ihrer Zerstörung.

Das Problem scheint aber heutzutage gelöst zu sein, nicht aber unbedingt das mit dem Innenwiderstand von Batterien. Selbst eine Batterie, die nur 1,5 Volt Spannung hat, sollte nach dem Ohm'schen Gesetz in der Lage sein, einen unendlichen Strom durch ein einfaches Kabel zu leiten, aber in Wirklichkeit beträgt die Stromstärke auch dann nur 15 Ampere.

Eine Batterie wie diese kann einen erheblichen Innenwiderstand haben. Wird der Widerstand ignoriert, kann das unangenehme Folgen haben. Die Folgen können noch schlimmer sein als bei der Glühbirne, denn außer, dass nichts passiert, kann es auch ein kleines Feuerwerk geben. Es lohnt sich also, dem oder den Widerständen Beachtung zu schenken.

Das geschieht in erster Linie durch eine genaue Messung. Dabei kann z.B. die Wheatstone-Brückenschaltung eine große Rolle. Es handelt sich dabei um eine Anordnung ohne Widerstände zur Messung eines unbekannten Widerstands, ein tolles System, Messfehler zu minimieren.

Um zu verstehen, wie eine solche Brückenschaltung arbeitet, geht man am besten von einer Schaltung zur Messung des Innenwiderstands einer Batterie aus. Also bestimmen wir die Spannung an den Polen der Batterie und den Strom, der durch eine einfache Schaltung mit einem bekannten Widerstand fließt.

Den Strom, den wir in dem von einer Batterie gespeisten Kreis messen, können wir als Funktion des Widerstands aufzeichnen. Basierend auf dem Ohm'schen Gesetz sieht es so aus, dass wir bei jeder Messung einen kleinen Fehler in der Messung haben. Nie lässt sich der Strom exakt aus dem Widerstand berechnen. Immer ist da noch der Innenwiderstand der Batterie, mit dem in die Schaltung eingebundenen Widerstand wachsend.

Auf der Suche nach Präzision gelangen wir zur Wheatstoneschen Brückenschaltung. Hierbei werden drei Widerstände mit bekannten Ohm-Werten in Reihe geschaltet. Zu einem Viereck geschlossen wird die Reihe mit einem vierten Widerstand unbekannter Größe. Quer in der Brücke wird dann die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Strängen links und rechts gemessen.

Zeichnet man die einzelnen Spannungen so wie oben dargestellt in ein Diagramm ein, ergibt sich ein linearer Zusammenhang. Der macht deutlich, dass eine Wheatstone-Brücke den Innenwiderstand der Batterie und auch sonstiger Spannungsquellen unberücksichtigt lässt, also auch stets zu den gleichen Werten für den vierten Widerstand kommt. Man sagt ihm deshalb mehr Präzision nach.

Im Kfz-Bereich tauchte er erstmals bei der Bestimmung der angesaugten Luftmasse auf. Die musste sehr präzise ermittelt werden, weil dadurch das Verhältnis von Luft zu Kraftsoff bei Benzin-Eispritzmotoren bestimmt wurde. In der ersten Ausführung war in den Ansaugkanal ein Hitzdraht aus Platin (Bild ganz oben) gespannt. Er entspräche nach unserem Bild der R_?.

Seine Temperatur wird durch den Abgleich ständig auf 100°C gehalten. Die dazu nötige Spannung ist das Maß für die Abkühlung und damit der durchströmenden Luftmasse. Es gibt keine beweglichen Bauteile und damit auch keinen Verschleiß. Eine eventuelle Verschmutzung wird durch eine Temperaturerhöhung auf 1.000°C nach Abstellen des Motors erreicht. Moderne Luftmassenmessung geschieht durch einen dünnen Platinfilm auf Keramik bei 160°C.