Widerstände sind die einfachsten elektronischen Bauteile, aber unverzichtbar. Sie begrenzen den Strom, teilen Spannungen auf oder dienen als Messfühler. Auf einer Smartphone-Platine sitzen Hunderte davon, meist als winzige schwarze SMD-Bauteile mit einem aufgedruckten oder gar keinem Code. Ihr Wert wird in Ohm angegeben.
Wofür Widerstände gebraucht werden
| Einsatz | Erklärung |
|---|---|
| Strombegrenzung | Schützt LEDs und empfindliche Eingänge |
| Spannungsteiler | Erzeugt aus einer Spannung eine kleinere Messspannung |
| Pull-up und Pull-down | Legt einen Eingang auf einen festen Zustand |
| Strommessung | Ein sehr kleiner Widerstand misst den Ladestrom |
| Brücke | Als Zero-Ohm-Widerstand ersetzt er eine Leitung |
Typische Defekte
Widerstände sind robust. Sie fallen meist aus zwei Gründen aus: Überlast, wenn zu viel Strom fließt und das Bauteil durchbrennt, oder Korrosion nach einem Wasserschaden. Bei Korrosion wird der Widerstand regelrecht zerfressen oder seine Lötstellen lösen sich. Auch mechanisch können Widerstände abbrechen, etwa wenn bei einer Reparatur ein Werkzeug abrutscht. Weil manche nur 0,4 mal 0,2 Millimeter groß sind, passiert das schneller, als man denkt.
Korrosion
Grüne oder weiße Ablagerungen nach Wasserschaden.
Abgebrochen
Durch Werkzeug oder Stöße.
Durchgebrannt
Sichtbar dunkel oder gerissen.
Falscher Wert
Der Widerstand misst sich anders als im Schaltplan.
Wie Widerstände ersetzt werden
Mithilfe von Schaltplan und Boardview wird der Wert des Widerstands ermittelt. Dann wird ein Ersatzteil mit gleichem Wert und gleicher Baugröße eingelötet. Bei sehr kleinen Bauteilen geschieht das unter dem Mikroskop mit Pinzette und feiner Lötspitze. Ist das Lötpad abgerissen, wird das Bauteil mit einem dünnen Draht an die nächste passende Stelle angebunden.
Ein Bauteil, große Wirkung
Ein einziger fehlender Widerstand kann dazu führen, dass ein Handy nicht lädt, die Kamera nicht startet oder Face ID ausfällt. Deshalb lohnt sich bei solchen Fehlern eine genaue Untersuchung der Platine.
Was ein Widerstand physikalisch macht
Ein Widerstand begrenzt den Stromfluss in einem Stromkreis. Je höher sein Wert, desto weniger Strom fließt bei gleicher Spannung. Dieser Zusammenhang heißt Ohmsches Gesetz: Spannung ist gleich Widerstand mal Strom. Die Einheit des Widerstands ist Ohm, benannt nach dem Physiker Georg Simon Ohm.
Die Energie, die ein Widerstand dem Stromkreis entzieht, wandelt er in Wärme um. Deshalb hat jeder Widerstand eine maximale Belastbarkeit, angegeben in Watt. Winzige SMD-Widerstände in Smartphones vertragen oft nur einen Bruchteil eines Watts. Wird diese Grenze überschritten, überhitzen sie und gehen kaputt.
Widerstände sind die häufigsten Bauteile auf einer Platine. Auf einem Smartphone-Mainboard sitzen hunderte davon, viele kleiner als ein Sandkorn. Sie sind billig, zuverlässig und für fast jede Schaltung unverzichtbar.
Aufgaben im Detail
| Aufgabe | Wie der Widerstand hilft | Beispiel im Gerät |
|---|---|---|
| Strombegrenzung | Lässt nur so viel Strom fließen wie nötig | Vorwiderstand einer LED |
| Spannungsteiler | Teilt eine Spannung in einen festen Anteil | Messung der Akkuspannung |
| Pull-up und Pull-down | Hält eine Leitung auf einem definierten Pegel | Tasten, Datenleitungen |
| Strommessung | Kleiner Spannungsabfall verrät den Strom | Ladestrom-Überwachung |
| Terminierung | Verhindert Signalreflexionen | Schnelle Datenleitungen |
| Kennung | Bestimmter Wert signalisiert eine Eigenschaft | Erkennung von Zubehör und Kabeln |
Besonders interessant ist die Strommessung. Ein sehr kleiner Widerstand, oft nur wenige Milliohm, sitzt in der Leitung zwischen Akku und restlichem Gerät. Der Spannungsabfall über ihm ist proportional zum Strom. Ein Messchip wertet diesen Abfall aus und weiß so genau, wie viel Energie fließt. Daraus berechnet das Gerät unter anderem den Ladezustand des Akkus.
Auch bei USB-C spielen Widerstände eine Rolle. Über bestimmte Widerstände an den Konfigurationsleitungen erkennen Ladegerät und Gerät, wer Strom liefert und wer ihn aufnimmt. Fehlen diese Widerstände oder sind sie beschädigt, lädt ein Gerät an manchen Ladegeräten nicht.
Farbcode und SMD-Code
Bei klassischen bedrahteten Widerständen zeigen farbige Ringe den Wert an. Jede Farbe steht für eine Ziffer, ein weiterer Ring für den Multiplikator und einer für die Toleranz. Braun-Schwarz-Rot steht zum Beispiel für 1, 0 und zwei Nullen, also 1000 Ohm oder 1 Kiloohm.
SMD-Widerstände tragen stattdessen einen Zahlencode. Die Ziffern 103 bedeuten 10 mit drei angehängten Nullen, also 10 Kiloohm. Bei den kleinsten Bauformen, wie sie in Smartphones üblich sind, ist gar kein Aufdruck mehr vorhanden. Den Wert erfährt man dann nur aus dem Schaltplan oder durch Messen.
| Code | Wert |
|---|---|
| 100 | 10 Ohm |
| 471 | 470 Ohm |
| 102 | 1 Kiloohm |
| 103 | 10 Kiloohm |
| 104 | 100 Kiloohm |
| 4R7 | 4,7 Ohm |
Warum Widerstände ausfallen
Widerstände gehen selten von allein kaputt. Meist steckt eine äußere Ursache dahinter. Ein Kurzschluss in einem anderen Bauteil kann einen zu hohen Strom durch den Widerstand treiben, der dann durchbrennt. Bei Wasserschäden greift Korrosion die winzigen Anschlüsse an, bis der Kontakt unterbrochen ist.
Mechanische Belastung ist eine weitere Ursache. Bei Stürzen oder wenn sich die Platine verbiegt, können winzige Widerstände an den Lötstellen abreißen oder Risse bekommen. Auch unsachgemäße Reparaturversuche, bei denen mit zu viel Hitze oder Druck gearbeitet wird, beschädigen benachbarte Widerstände leicht.
Überlast
Zu viel Strom lässt den Widerstand durchbrennen.
Korrosion
Feuchtigkeit greift die Anschlüsse an.
Mechanik
Stürze und Biegung reißen Bauteile ab.
Was ein defekter Widerstand bewirkt
Weil Widerstände so viele unterschiedliche Aufgaben haben, sind auch die Folgen eines Defekts sehr verschieden. Ein unterbrochener Widerstand in einer Datenleitung kann dazu führen, dass die Kamera, das Mikrofon oder ein Sensor nicht mehr erkannt wird. Ein defekter Messwiderstand kann falsche Akkuwerte verursachen oder das Laden ganz verhindern.
Fehlt ein Pull-up-Widerstand an einer Taste, reagiert sie nicht mehr oder löst ständig von selbst aus. Bei einem Widerstand in der Displayansteuerung bleibt das Bild schwarz oder die Touch-Funktion fällt aus. Der Fehler zeigt sich also oft an einer ganz anderen Stelle, als man auf den ersten Blick vermuten würde.
Genau deshalb ist eine strukturierte Fehlersuche so wichtig. Ausgehend vom Fehlerbild wird im Schaltplan nachgesehen, welche Bauteile an der betroffenen Funktion beteiligt sind. Dann werden diese gezielt gemessen, bis der defekte Widerstand gefunden ist.
Widerstände in der Reparaturpraxis
Der eigentliche Tausch eines SMD-Widerstands dauert mit Heißluft oder Lötkolben nur wenige Minuten. Unter dem Mikroskop wird das alte Bauteil entfernt, die Pads werden gereinigt und das neue Bauteil wird aufgelötet. Entscheidend ist der richtige Wert und eine passende Baugröße.
In manchen Fällen ist ein Widerstand nur ein Symptom. Ist er durchgebrannt, weil dahinter ein Kurzschluss besteht, brennt auch der Ersatz sofort wieder durch. Deshalb wird vor dem Tausch immer geprüft, ob die Leitung hinter dem Widerstand in Ordnung ist.
Gut zu wissen
Ein einzelner defekter Widerstand ist einer der häufigsten Gründe, warum ein Gerät nach einem Wasserschaden eine bestimmte Funktion verliert. Die Reparatur auf Platinenebene ist dann oft möglich, ohne das ganze Mainboard zu ersetzen.
Bauarten von Widerständen
Neben den festen Widerständen gibt es auch veränderliche. Ein Potentiometer hat einen Schleifer, mit dem sich der Wert einstellen lässt. Früher steckten Potentiometer in Lautstärkereglern, heute findest du sie in Smartphones kaum noch, weil die Lautstärke digital geregelt wird.
Dann gibt es Widerstände, die ihren Wert abhängig von der Umgebung ändern. Ein NTC-Widerstand wird bei steigender Temperatur leitfähiger. Genau so ein Bauteil steckt in fast jedem Akku. Es meldet dem Gerät die Temperatur, damit das Laden bei Hitze oder Kälte gedrosselt oder gestoppt wird. Ist dieser Temperaturfühler defekt, verweigert das Gerät häufig das Laden.
| Typ | Verhalten | Einsatz |
|---|---|---|
| Festwiderstand | Konstanter Wert | Fast überall auf der Platine |
| NTC | Wert sinkt bei Wärme | Temperaturüberwachung im Akku |
| PTC | Wert steigt bei Wärme | Selbstrückstellende Sicherungen |
| Shunt | Sehr kleiner Wert | Strommessung |
| Widerstandsnetzwerk | Mehrere Widerstände in einem Gehäuse | Platzsparende Schaltungen |
Widerstände richtig messen
Gemessen wird ein Widerstand im Ohm-Bereich des Multimeters, und zwar am besten bei ausgeschaltetem Gerät. Auf einer bestückten Platine ist das Ergebnis allerdings oft verfälscht, weil andere Bauteile parallel liegen. Der gemessene Wert ist dann kleiner als der tatsächliche Wert des Widerstands.
Zeigt das Messgerät einen unendlich hohen Wert, obwohl der Widerstand laut Schaltplan klein sein sollte, ist er wahrscheinlich unterbrochen. Für eine sichere Aussage wird eine Seite des Bauteils abgelötet und dann gemessen. In der Praxis vergleichen erfahrene Techniker den Wert aber oft mit einem intakten Referenzgerät.
Zusammengefasst sind Widerstände die unscheinbaren Arbeitstiere jeder Schaltung. Sie sind selten die eigentliche Ursache eines Problems, aber oft das Bauteil, das als Erstes nachgibt. Wer die Funktion eines Widerstands im Schaltplan versteht, findet den Fehler schneller.
Für dich bedeutet das: Wenn nach einem Sturz oder Wasserschaden nur eine einzelne Funktion ausfällt, etwa die Kamera, ein Sensor oder das Laden, ist das oft ein gutes Zeichen. Der Fehler ist dann meist eng begrenzt und auf Platinenebene reparierbar.
Häufige Fragen
Wie klein sind Widerstände im Handy?
Oft nur wenige Zehntel Millimeter.
Kann ich einen Widerstand selbst tauschen?
Ohne Mikroskop und Lötausrüstung nicht.
Woran erkenne ich den Wert?
Bei SMD-Widerständen oft gar nicht. Man nutzt den Schaltplan.
Gehen Widerstände oft kaputt?
Selten, meist durch Wasser, Überlast oder mechanische Schäden.
Was bedeutet der Aufdruck auf einem Widerstand?
Bei größeren Bauteilen ist der Wert als Zahlencode aufgedruckt, bei sehr kleinen fehlt er meist.