Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Grundlegendes Verständnisproblem ohmsches gesetz


von Andrej H. (sgudrago)


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Hallo,

vorneweg ich hab jetzt schon seit stunden gegoogelt und ne menge foren 
durchstöbert, aber leider fand ich die Antwort auf meine Frage nicht.

Die Frage ist mir schon fast peinlich :D

Also es geht um das Ohmsche Gesetz.

Ich möchte eine led betreiben und brauch dafür einen Vorwiderstand.
Als spannungsquelle habe ich 5V und 500mA.

Meine led arbeitet mit 3.3V und 0.15A

Nun habe ich das o-gesetz angewendet und rechne (5-3.3)/0.5 =Rv.
Alles schön und gut, aber wie sorge ich dafür dass nur die 0.15A 
anliegen.
Bzw allgemein gefragt. Sorgt ein Widerstand nun für einen 
Spannungsabfall oder einen Stromabfall? Beides kanns doch nach der 
formel eigentlich nicht, da entweder Spannung oder Strom gleich bleiben 
muss. oder zieht sich die LED den strom den er braucht? Dann muss ich 
aber mit 0.15 statt mit 0.5 im o-gesetz arbeiten, oder?

Danke schon mal für die Aufklärung

von voltwide (Gast)


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Der Knackpunkt ist, dass ein Widerstand linear ist (I=U/R), die LED aber 
nichtlinear (U=Durchflussspannung=const).
Also verringere die 5V um die Durchflusspanung der LED, dann hast Du das 
Spannungsgefälle entlang des Vorwiderstandes. Und über das Ohmsche 
Gesetz kannst Du nun den Gesamtstrom einstellen.

von Michael M. (eos400dman)


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Hallo,

du reduzierst mit dem Widerstand die Spannung an der LED auf 3,3V. Diese 
lässt dann 150mA fließen.

Also rechnest du (5V-3,3V)/150mA=11,3R.

Viele Grüße Michael

von Georg G. (df2au)


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Andrej H. schrieb:
> Als spannungsquelle habe ich 5V und 500mA.
>
> Meine led arbeitet mit 3.3V und 0.15A
>
> Nun habe ich das o-gesetz angewendet und rechne (5-3.3)/0.5 =Rv.

Fast richtig gerechnet.
Deine Spannungsquelle kann bei 5V maximal 500mA Strom liefern. Wenn du 
den Wasserhahn aber nur ganz klein aufdrehst, fließt auch nur wenig 
Wasser (auch, wenn die Leitung viel mehr liefern könnte).

Deine LED hat bei 0.15A einen Spannungsabfall von 3.3V. Macht 1.7V für 
den Vorwiderstand, wie du richtig erkannt hast.

(5-3.3)/0.15 = Rv. ist dann also die richtige Formel.

Bei Herrn Ohm kannst du immer zwei Parameter vorgeben, der dritte ergibt 
sich dann zwangsläufig. Wenn du Strom und Spannung vorgeben möchtest, 
hast du zwingend den notwendigen Widerstand definiert. Gibst du Spannung 
und Widerstand vor, ist automatisch der Strom festgelegt, der fließen 
wird.

von DB (Gast)


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Hallo Andrej,

Erst einmal zu dem Verständnisproblem mit der Spannungsquelle. Die 
arbeitet nicht zwingend bei 500mA diese Angabe ist der maximale Strom, 
den die Spannungsquelle treiben kann.
Wenn du also mit 150mA rechnest sollte alles in Ordnung sein.
Vielleicht solltest du dir besser mal das Funktionsprinzip einer 
Spannungsquelle ansehen und dir den Unterschied zwischen Spannungs- und 
Stromquelle klar machen.

Deine Fragen zeigen jedoch, dass du auch das Prinzip von Reihen- und 
Parallelschaltung nicht ganz verstanden hast. Wichtig ist dabei zu 
verstehen, dass eine Spannung anliegt, sprich einen Potentialunterschied 
darstellt und ein Strom fließt (Elektronenbewegung).

Du solltest beide Punkte noch einmal recherchieren und versuchen zu 
verstehen. Falls dann noch Fragen sind, melde dich einfach nochmal.

Ich hoffe ich kann dir damit erst einmal weiterhelfen.
DB

von Max D. (max_d)


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Deine Quelle ist eine SPANNUNGSquelle (klingt von den Daten nach USB).
Das bedeutet die liefert (idealerweise) immer genau 5 V egal wieviel 
Strom du ihr abverlangst. Jetzt ist ein USB-Anschluss nicht ideal und 
gibt irgendwann auf. Das sind die 500 mA. Die 5V/500mA musst man also so 
verstehen: Solange du maximal 500 mA ziehst liefert die Quelle 5V. 
Danach ist das Verhaalten undefiniert. Mit 501 mA wird auch nichts 
passieren, aber es garantiert eben niemand mehr.

Deinen Vorwiderstand musst du also für die 150 mA der LED berechnen 
(5V-3,3V)/150mA=11,3R und nicht für die Quelle.

Die 3,3V/150mA klingen aber nach einer Power-LED. Die sind sehr pingelig 
was Strom und Kühlung angeht. Also lieber nur 100 mA vorsehen oder einen 
echten LED-Treiber nutzen.

von H. D. (lactobacillus)


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Hallo Andrej,
meine Antwort ist wahrscheinlich nicht 100% wahr, aber wenigstens 
vertändlich:

Volt kann man sich vorstellen als die Energie, die mit jedem Elektron 
transportiert wird.
Die Stromstärke ist die Anzahl der Elektronen.

Dein Netzteil spuckt Elektronen mit einem Wert 5V aus und kann davon 
maximal 500mA liefern. Diesen Wert solltest du nicht überschreiten 
wollen.

Du möchtest 0.15A haben, also rechnest du auch damit. Die Stromstärke 
des Netzteils ignorierst du (darfst nur nicht drüber liegen, aber das 
tust du ja nicht).

Benötigter Widerstand in Ohm = (5-3.3)/0.15

n Widerstand begrenzt den Strom und sorgt so für einen Spannungsabfall 
(in deinem Fall 1.7V (eben das, was die LED nicht nimmt).

von DB (Gast)


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H. D. schrieb:
> Volt kann man sich vorstellen als die Energie, die mit jedem Elektron
> transportiert wird.
> Die Stromstärke ist die Anzahl der Elektronen.

Puh erst einmal ist Volt eine Einheit. Und die elektrische Energie ist 
gleichermaßen von Strom und Spannung abhängig

E =int( u(t) * i(t) )dt

von daher würde ich ehr versuchen einer bildlichen Beschreibung zum 
Beispiel der oben genannten mit dem Wasserhahn dein Verständnis zu 
erweitern oder zu verstehen was Potentiale sind. Sonst merkst du dir nur 
etwas Falsches.


PS: sorry für die scheußliche Formel, aber der das mit der LaTeX Syntax 
hat nicht funktioniert, warum auch immer

von (prx) A. K. (prx)


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H. D. schrieb:
> meine Antwort ist wahrscheinlich nicht 100% wahr, aber wenigstens
> vertändlich:

Keine Sorge. Die Umkehrung davon hat DB sofort nachgeliefert. ;-)

von H. D. (lactobacillus)


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DB schrieb:
> H. D. schrieb:
>> Volt kann man sich vorstellen als die Energie, die mit jedem Elektron
>> transportiert wird.
>> Die Stromstärke ist die Anzahl der Elektronen.
>
> Puh erst einmal ist Volt eine Einheit. Und die elektrische Energie ist
> gleichermaßen von Strom und Spannung abhängig

Sorry, meine Spanung. War einfach zu früh morgens, aber dass die Energie 
von Strom UND Spannung geht doch aus meiner Erklärung hervor ...


Dass mit den Potentialen ist natürlich korrekt, aber verkompliziert die 
Sache nur, wenn man eh mit GND und 5V arbeitet.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

DB schrieb:
> H. D. schrieb:
>> Volt kann man sich vorstellen als die Energie, die mit jedem Elektron
>> transportiert wird.
>> Die Stromstärke ist die Anzahl der Elektronen.
>
> Puh erst einmal ist Volt eine Einheit.
> Und die elektrische Energie ist
> gleichermaßen von Strom und Spannung abhängig

da hat H.D. auch nichts anderes behauptet, er schrieb „mit jedem 
Elektron”

lg

Timm

von Andrej H. (sgudrago)


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Hallo

vielen Dank für die vielen Antworten. Habt mir sehr geholfen.

Als Spannungsquelle hatte ich tatsächlich usb gewählt bin dann aber 
davon abgekommen, da ich gelesen hab dass die Spannung da durchaus 
zwischen 4.65 - 5.35 V variieren kann, diese Schwankungen kann ich mir 
aber nicht leisten. Daher wird das ein Trafo liefern.
Ich benutze tatsächlich eine high power led, allerdings brauch ich das 
maximum an leuchtkraft, aber da sie unter laborbedingungen arbeiten wird 
hoffe ich dass sie eine weile hält.

Gruss

von Udo S. (urschmitt)


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Andrej H. schrieb:
> Ich benutze tatsächlich eine high power led, allerdings brauch ich das
> maximum an leuchtkraft,

Dann nimm einen passenden Led Treiber oder eine Konstantstromquelle. Da 
kümmert sich eine Regelung automatisch darum, daß die Led immer den 
richtigen Strom erhält.

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