In der Elektronik liegen zwischen dem kleinsten und dem größten Wert, mit dem du rechnest, leicht zwanzig Zehnerpotenzen: Ein Keramikkondensator hat ein paar Pikofarad, ein Isolationswiderstand viele Gigaohm. Damit niemand „0,000 000 000 022 F“ schreiben muss, gibt es Vorsätze (Präfixe). Sie stehen direkt vor dem Einheitenzeichen und multiplizieren die Einheit mit einer Zehnerpotenz: 22 pF sind 22 · 10⁻¹² F.
Die Vorsätze im Überblick
Genormt sind die Vorsätze international im SI und in Deutschland in DIN 1301. Für die Elektronik reichen meist die Dreierschritte von Femto bis Tera. Die Tabelle zeigt, wo sie dir typischerweise begegnen:
| Vorsatz | Zeichen | Faktor | ausgeschrieben | typisch in der Elektronik |
|---|---|---|---|---|
| Tera | T | 10¹² | 1 000 000 000 000 | Terabyte, THz-Strahlung |
| Giga | G | 10⁹ | 1 000 000 000 | GHz-Takt, GΩ-Isolationswiderstand |
| Mega | M | 10⁶ | 1 000 000 | MΩ-Widerstände, MHz-Quarze |
| Kilo | k | 10³ | 1 000 | kΩ, kHz, kW |
| – | – | 10⁰ | 1 | V, A, Ω ohne Vorsatz |
| Milli | m | 10⁻³ | 0,001 | mA, mV, mW |
| Mikro | µ | 10⁻⁶ | 0,000 001 | µF, µA, µs, µH |
| Nano | n | 10⁻⁹ | 0,000 000 001 | nF, ns, nm-Wellenlänge |
| Piko | p | 10⁻¹² | 0,000 000 000 001 | pF, ps |
| Femto | f | 10⁻¹⁵ | 0,000 000 000 000 001 | fF-Kapazitäten in Chips, fA-Leckströme |
Zwischen diesen Stufen gibt es noch Hekto (h, 10²), Deka (da, 10¹), Dezi (d, 10⁻¹) und Zenti (c, 10⁻²). In der Elektronik siehst du davon fast nur Zentimeter – und das Dezibel, das aber eine Sonderrolle hat (siehe Dezibel). Oberhalb von Tera geht es in Dreierschritten weiter mit Peta (P, 10¹⁵), Exa (E, 10¹⁸), Zetta (Z, 10²¹) und Yotta (Y, 10²⁴), unterhalb von Femto mit Atto (a, 10⁻¹⁸), Zepto (z, 10⁻²¹) und Yokto (y, 10⁻²⁴). Seit 2022 gibt es außerdem Ronna (R, 10²⁷), Quetta (Q, 10³⁰), Ronto (r, 10⁻²⁷) und Quekto (q, 10⁻³⁰).
Schreibregeln, die Fehler vermeiden
- Groß- und Kleinschreibung zählt. m ist Milli, M ist Mega – ein Unterschied von 10⁹. Ein „10 MΩ“-Widerstand ist etwas völlig anderes als „10 mΩ“, wie er als Strommess-Shunt verwendet wird.
- Kilo schreibt man klein: k. Ein großes K ist das Kelvin. „KΩ“ liest man zwar oft, korrekt ist kΩ.
- Kein doppelter Vorsatz. Nicht „mµF“, sondern nF. Jede Einheit bekommt höchstens einen Vorsatz.
- Kein Leerzeichen zwischen Vorsatz und Einheit: kΩ, nicht k Ω. Zwischen Zahl und Einheit dagegen schon: 4,7 kΩ.
- Der Vorsatz gehört zur Einheit, auch beim Potenzieren. 1 mm² heißt (1 mm)², also 10⁻⁶ m² – nicht 10⁻³ m².
Mit Zehnerpotenzen rechnen
Vorsätze sind nichts anderes als Zehnerpotenzen. Beim Multiplizieren addierst du die Exponenten, beim Dividieren ziehst du sie ab. Daraus ergeben sich praktische Paare, mit denen du im Kopf rechnest:
| Rechnung | Exponenten | Ergebnis |
|---|---|---|
| kΩ · mA | 3 + (−3) = 0 | V |
| V / kΩ | 0 − 3 = −3 | mA |
| V / mA | 0 − (−3) = 3 | kΩ |
| kΩ · µF | 3 + (−6) = −3 | ms |
Wenn du lieber mit dem Taschenrechner arbeitest: Die Taste „EE“ oder „EXP“ gibt die Zehnerpotenz ein. 4,7 EE 3 entspricht 4,7 kΩ, 100 EE −9 entspricht 100 nF.
Kurzschreibweise im Schaltplan: 4k7 und 100n
Auf Bauteilen und in Schaltplänen steht oft eine verkürzte Form, der sogenannte RKM-Code (genormt in IEC 60062): Der Vorsatzbuchstabe ersetzt das Dezimalkomma, die Einheit fällt weg.
| Kurzform | bedeutet | Kurzform | bedeutet |
|---|---|---|---|
| 2R2 | 2,2 Ω | 4n7 | 4,7 nF |
| 470R | 470 Ω | 100n | 100 nF |
| 4k7 | 4,7 kΩ | 2µ2 oder 2u2 | 2,2 µF |
| 1M5 | 1,5 MΩ | 22p | 22 pF |
Der Grund ist praktisch: Ein Komma kann beim Kopieren, auf einem verschmierten Ausdruck oder einem winzigen Bauteilaufdruck verloren gehen – aus 4,7 kΩ würde 47 kΩ. Bei „4k7“ passiert das nicht. Für Widerstände steht R für das Komma ohne Vorsatz. Wo kein µ zur Verfügung steht, schreibt man ersatzweise u. Die Werte selbst stammen meist aus den E-Reihen.
Selbsttest
Wie viele Mikrofarad sind 470 nF?
0,47 µF – eine Stufe größer heißt Komma drei Stellen nach links.
Was bedeutet der Aufdruck 1M5 an einem Widerstand?
1,5 MΩ; das M ersetzt das Komma und steht für Mega.
Wie viele Quadratmeter sind 1 mm²?
10⁻⁶ m², weil der Vorsatz mit quadriert wird: (10⁻³ m)².