Hallo Zusammen! Vorneweg: Ich weiß dass man eine LED nicht ohne Vorwiderstand betreibt, ich weiß auch dass das nicht nur was mit den "überschüssigen" Volt zutun hat. Das soll heißen man betreibt auch keine 3V LED an einer 3V Spannungsquelle. Ich weiß auch dass eine LED umso wärmer sie ist mehr Strom durchlässt und sich dadurch wieder weiter erwärmt, usw. Hoffe das stimmt so alles, was ich damit sagen will, meine Frage ist spezifischer... Ich will eigentlich nur wissen, wie beeinflusst ein Vorwiderstand die LED denn nun genau? Ich habe gelesen er "flacht" sozusagen die Kennlinie ab (nicht die der LED sondern die der gesamten Schaltung also Rvor+LED). Kann mir jemand zeigen wie das grafisch aussehen würde? ich hab hier mal skiziert was ich meine: led: http://www.tinyimage.de/result.php?img_id=335942 ohmscher (vor-)widerstand: http://www.tinyimage.de/result.php?img_id=335943 meine annahme für die "komibinierte" 'kennlinie' (orange): http://www.tinyimage.de/result.php?img_id=335937 Danke schonmal an die, die mir weiterhelfen können!
:
Verschoben durch Moderator
Fantastic Flood schrieb: > Ich will eigentlich nur wissen, wie beeinflusst ein Vorwiderstand die > LED denn nun genau? Eigentlich gar nicht. Die Frage ist nämlich eine andere. Was passiert wenn die LED anfängt mehr Strom zu ziehen. Dann muss logischerweise aufgrund der Kennlinie über der LED mehr Spannung abfallen. Die Gesamtspannung über R + LED ist aber konstant. Wenn mehr Spannung an der LED abfällt, dann muss weniger Spannung am R abfallen. Weniger Spannung am R bedeutet aber auch weniger Strom durch R. Tja. Nun kann aber durch die LED nicht mehr Strom laufen als durch den Widerstand. Durch die LED rinnt immer genau gleich viel Strom wie durch R. Wenn also durch R weniger Strom rinnt, dann auch durch die LED. Die Spannung an der LED sinkt wieder. Das ganze pendelt sich daher automatisch so ein, dass durch die LED ein ganz bestimmter Strom fliesst, der an der LED durch eine bestimmte Spannung verursacht wird. Und sobald die LED da versucht etwas zu verändern, steuert der R dagegen, indem er den Stromhahn zu oder aufdreht.
Das hast du wirklich toll erklärt! Eine Frage dazu habe ich aber noch: Ich habe noch gelesen dass der Widerstand wohl nicht alzu klein sein sollte. Sprich bei einer Versorgungsspannung von 13V sollte man keine 6 LED's mit 2V dranhängen und das letzte Volt mit dem Vorwiderstand verbraten sondern eher z.B. 4 LEDs. Das kommt mir zwar schon irgendwie (so vom Gefühl) logisch vor, aber warum ist das denn so? EDIT: ist bei eine kleinen Widerstand der "Ausschlag" zu groß (bevor er gegensteuert sozusagen)?
Falls bei der Reihenschaltung der LEDs dir eine durchbrennt müssen die verbleibenden das kompensieren-> Überlastung->weitere Ausfälle-> weitere Überlastung etc. Ausserdem sind nicht alle LEDs gleich gut gefertigt, sodass dort schon unterschiede auftreten. es ist also einfach ausfall sicherer, und somit schonender für das gemüt des ings.
>Ich weiß auch dass eine LED umso wärmer sie ist mehr Strom durchlässt >und >sich dadurch wieder weiter erwärmt, usw. Stimmt zwar, macht sich aber vorrangig bei Parallelschaltung von LED's (oder generell Dioden) bemerkbar. Eine einzelne LED (bzw. Reihenschaltung von LEDs) ist nicht so dramatisch abhängig davon, wenn sinnvoll dimensioniert. >Ich habe noch gelesen dass der Widerstand wohl nicht alzu klein sein >sollte. >Sprich bei einer Versorgungsspannung von 13V sollte man keine 6 LED's >mit >2V dranhängen und das letzte Volt mit dem Vorwiderstand verbraten >sondern >eher z.B. 4 LEDs. >Das kommt mir zwar schon irgendwie (so vom Gefühl) logisch vor, >aber warum ist das denn so? @raketenfred (Gast) >Falls bei der Reihenschaltung der LEDs dir eine durchbrennt müssen die >verbleibenden das kompensieren-> Überlastung->weitere Ausfälle-> weitere >Überlastung etc. Blödsinn. Je höher der Spannungsabfall über den Rv, um so besser die Toleranz gegenüber schankender Uf der LEDs, und damit bessere Stromkonstanz.
Vorneweg: > LED's mit 2V gibt es nicht!!! Es gibt nur LEDs, die beim Nennstrom ca. 2V Flussspannung haben. Das können auch gern mal bei einer warmen LED 1,8V sein und bei einer abgekühlten 2,2V. > Das kommt mir zwar schon irgendwie (so vom Gefühl) logisch vor, > aber warum ist das denn so? Rechne dir mal die Änderung des Stroms aus, wenn du statt der 2V, mit denen du den Vorwiderstnad ausgerechnet hat, mal 1,9V pro LED nimmst, oder auch 2,1V: 2V * 6 = 12V --> 13V-12V=1V --> 1V/20mA = 50Ohm Wir bauen also einen 50 Ohm Widerstand ein. Dann werden die LEDs warm: 1,9V * 6 = 11,4V --> 13V-11,4V = 1,6VV --> 1,6V/50 Ohm = 32mA :-o Oder kühl: 2,1V * 6 = 12,6V --> 13V-12,4V = 0,4V --> 0,4V/50 Ohm = 8mA :-o Oder noch kühler: 2,2V * 6 = 13,2V --> es fehlen 0,2V, dass die Dinger überhaupt leuchten :-o
>>Ich weiß auch dass eine LED umso wärmer sie ist mehr Strom durchlässt >>und >>sich dadurch wieder weiter erwärmt, usw. >Stimmt zwar, macht sich aber vorrangig bei Parallelschaltung von LED's >(oder generell Dioden) bemerkbar. Eine einzelne LED (bzw. >Reihenschaltung von LEDs) ist nicht so dramatisch abhängig davon, wenn >sinnvoll dimensioniert. Liegt aber nicht direkt an der LED, sondern indirekt am sich vergrößernden Spannungsabfall über den Rv, der den Strom (etwas) steigen läßt), wenn die Uf der Diode bei Erwärmung niedriger wird.
Lothar Miller schrieb: > Dann werden die LEDs warm: > 1,9V * 6 = 11,4V --> 13V-11,4V = 1,6VV --> 1,6V/50 Ohm = 32mA :-o > > Oder kühl: > 2,1V * 6 = 12,6V --> 13V-12,4V = 0,4V --> 0,4V/50 Ohm = 8mA :-o > > Oder noch kühler: > 2,2V * 6 = 13,2V --> es fehlen 0,2V, dass die Dinger überhaupt leuchten Stimmt - allerdings muss die Temperatur sinken, um eine höhere Diffusionsspannung zu erreichen.
Sorry, dass war natürlich Blödsinn, denn genau das steht ja in Lothar Millers Post.
Danke @Miller, mit dieser Rechnung hab ich es verstanden! Wenn der Vorwiderstand größer ist und es nur 4 LED'S sind wäre das dann: 2V * 4 = 8V --> 13V - 8V = 5V --> 5V/20mA = 250 Ohm LED's (warm): 1,9V * 4 = 7,6V --> 13V - 7,6V = 5,4V --> 5,4V / 250 Ohm = 21,6 mA LED's (kühl): 2,1V * 4 = 8,4V --> 13V - 8,4V = 4,6V --> 4,6V / 250 Ohm = 18,4 mA Und das sieht schon wesentlich besser aus :) Ah! Na jetzt bin ich eine Ecke schlauer, das habt ihr wirklich gut erklärt allesamt! Danke euch und schönen Abend noch!
Der Vorwiderstand beeinflusst die LED natürlich. Durch eine LED darf nicht mehr Strom als z. B. 20mA fließen um die maximale Leuchtkraft bei vertretbarer Verlustleistung zu erhalten (festgelegt in den Datenblättern der Hersteller). Ist der Strom höher, wird die Lichtausbeute zwar ansteigen, aber die Verlustleistung dazu steigt auch an und kann zur Zerstörung der LED führen. Ist der Strom zu klein, leuchtet die LED entweder gar nicht oder nur schwach. Die Höhe des Vorwiderstandswertes bestimmt den Stromfluss durch die LED (kleiner Wert, hoher Strom, großer Wert kleiner Strom) -> der Vorwiderstand beeinflusst die Helligkeit der LED maßgeblich! Der Vorwiderstand und die LED bilden eine Reihenschaltung. In der Reihenschaltung ist die Summe der Einzelspannungen (U Vorwiderstand und U LED) die angelegte Spannung UND durch ALLE Bauelemente fließt der gleich hohe Strom! Nach dem Ohm´schen Gesetz errechnet sich der Vorwiderstand : R=URVor/I, I ist in unserem Fall der Strom durch die LED. Beispiel: Nehmen wir eine rote LED. Die hat z.B. eine Spannung von 2V und es darf gem. Hersteller ein maximaler Strom von 20mA fließen. Soll die LED nun an eine Spannungsquele von z.B. 4,5 Volt angeschlossen werden, müssen die "Volt die zuviel sind", alles was über 2 V geht am Vorwiderstand abfallen, hier also 2,5 V. Da der Strom I max. 20 mA sein darf und in einer Rehenschaltung durch jedes Bauelement die gleiche Stromhöhe fließt, müssen die 20mA auch durch unseren Vorwiderstand fließen. Wir haben also am Rv 2,5 Volt und I= 20mA und das ergibt einen Widerstand von 125Ohm (2,5V/0,02A=125Ohm). Steigt jetzt der Stromfluß durch die LED an, steigt er natürlich auch durch den Vorwiderstand (Reihenschaltung überall gleiche Stromhöhe!). Der Vorwiderstand ist fest eingebaut und ändert sich nicht. Steigt der Strom aber an, dann sagt das Ohm´sche Gesetz, dass der Spannungsfall am Widerstand ansteigen muss (U= I*R, bei R=konstant). Da aber auch die 4,5Volt konstant geblieben sind, bleibt also weniger Spannung für die LED übrig. Die Verlustleistung ist ein Produkt aus ULED * ILED, d.h., dadurch wird die LED wieder im erlaubten Bereich betrieben. Der Widerstand selber dreht nichts auf oder zu er ist ein passives Element.
Was vielleicht dem TO fehlt: die LED-Spannung Uf ist relativ unabhängig von If. Ist also eher eine Materialkonstante, und die LED (wie jede Diode) wirkt wie eine Konstantspannungsquelle, egal, welcher Strom durch sie hindurchgeht (natürlich Pi mal Daumen). Und auch nur bei Strömen, die deutlich höher als irgendwelche interne Restströme sind, bzw. im Bereich interessierender Betriebsströme liegen. Man kann also einfach von der Betriebsspannung die Uf abziehen, und das ist einfach die Spannung, die über Rv abfällt. Daraus ergibt sich der If.
>Autor: raketenfred (Gast) >Datum: 02.12.2010 21:58 >Falls bei der Reihenschaltung der LEDs dir eine durchbrennt müssen die >verbleibenden das kompensieren-> Überlastung->weitere Ausfälle-> weitere >Überlastung etc. sollte doch Parallelschaltung heißen, oder?
Fantastic Flood schrieb: > Ich weiß dass man eine LED nicht ohne Vorwiderstand betreibt, > (...) > Das soll heißen man betreibt auch keine 3V LED an einer 3V > Spannungsquelle. Hehe, erzähl das mal den Chinesen. Jetzt in der Weihnachtszeit kann man überall LED-Lichterketten aus China kaufen: 10 oder 20 weiße LEDs betrieben mit drei 1,5V Batterien. Von Vorwiderstand keine Spur. Und, Oh Wunder, es funktioniert...
Das Wort "Widerstand" wird bei denen wahrscheinlich konsequent aus allen Dokumenten entfernt. Hoffentlich verringert das auch dort die Lebendauer des Systems.
Man muß aber den Innenwiderstand der Spannungsquelle beachten. Die 1,5V ist ja die Leerlaufspannung. Wenn sich unter Last 3x1,2 V einstellen, ist das für weiße LED brauchbar. Ich hatte jetzt eine Geldscheinprüfer mit 2x Li 2032 ( -> 6 V) und kein Vorwiderstand. Etwas Streß ist da schon, aber es leuchtet ja nicht dauernd.
Wenn man die langsamen thermischen Effekte mit einschließt, können die LEDs ein negativen Differentiellen Widerstand haben. Wenigstens diesen Anteil sollte man durch den externen Widerstand kompensieren, damit die Schaltung stabil wird. Das muss nicht unbedingt ein extra Widerstand sei, das kann auch der Ausgangswiderstand der restlichen Schaltung (z.B. Batterie sein). Bei den blauen und weissen LEDs ist es gar nicht so ungewöhnlich das die schon einen relativ hohen Innenwiderstand haben. Die Kennlinie entspricht dann schon einer klassischen Diodenkennlinie mit einem Serienwiderstand. Einige der LED-typen kann man dann tatsächlich auch ohne externen Widerstand parallel schalten. Der mehr oder weniger gewollte Innenwiderstand der LEDs reicht da schon aus. Eine direkte Rückwirkung vom Widerstand hat man ggf. durch die Erwärmung des Widerstandes, vor allem bei hohen Spannungen.
Noch was zur Kennlinie bzw. dem Arbeitspunkt Das 3. Bild stimmt so nicht. Man zeichnet den Vorwiderstand als Gerade vom Punkt Ubat|0mA mit negativer Steigung zum Punkt 0V|(Ubat/Rvor). (X- und Y- Koordinaten im U/I-Diagramm) Der Schnittpunkt zwischen Kennline der Diode und Widerstandsgerade ist der Arbeitspunkt, der sich dabei einstellt. Sieh auch http://web.wara.de/~mertens/nt/material/arbeitspunktDiode.pdf tschuessle Bernhard
>Ich weiß dass man eine LED nicht ohne Vorwiderstand betreibt, Manchmal aber schon: http://www.youtube.com/watch?v=YjTP_T-wR9w Kai Klaas
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.