Hallo zusammen,
ich habe eine wirklich völlig idiotische Frage. Ich lese nun seit einer
Woche alle möglichen Dokumente/Erklärungen zu dem Thema Vorwiderstand
berechnen, aber leider kommt dort nirgendwo die Info, die mir dabei
helfen würde, mein falsches Verständnis zu korrigieren. Es treibt mich
so langsam in den Wahnsinn:(
Das ohmsche Gesetz, Reihenschaltungen, Parallelschaltung usw.sind mir
bestens bekannt. Wenn es aber darum geht, den Vorwiderstand, bspw. für
eine weiße LED zu berechnen, dann verstehe ich die Logik einfach nicht
mehr.
Ein Beispiel:
Das ohmsche Gesetz gibt mir ja beispielsweise an, dass bei einem
Widerstand von (R = U/I) 100 bei 5V 50mA fließen.
Wenn ich nun aber die folgende Problemstellung habe, dann macht es für
mich absolut keinen Sinn mehr:
Welcher Widerstand wird bei einer Eingangsspannung von 5V benötigt, wenn
eine LED mit Betriebsspannung 3,5V und 20mA betrieben werden soll.
Ich weiß, dass man nun die zu vernichtende Spannung mit 5-3,5 = 1.5V
ausrechnet und zusammen mit dem benötigten Stromfluss in die ohmsche
Formel einsetzt um den Widerstand von 75 Ohm zu ermitteln.
Was ich nicht verstehe:
Für mich besagt diese Berechnung lediglich Eines:
Bei 1,5V erhalte ich nach Vorschalten eines Widerstandes von 75 Ohm
einen Stromfluss von 20 mA.
Oder in anderen Worten: Durch die Leitung werden Elektronen mit 1.5V
geschoben, durch den Widerstand jedoch so beschränkt, dass der
Stromfluss nur 20mA beträgt.
Ich verstehe aber nicht, wo diese Formel die logische Schlussfolgerung
trifft, dass bei einem Widerstand von 75 Ohm hinter 5V 1.5V vernichtet
werden. Denn wie schon gesagt, beschreibt sie für mich, in wie fern der
Stromfluss bei 1.5V beschränkt wird, oder umgestellt beispielweise, dass
bei einem Widerstand von 75 Ohm 1.5V anliegen müssen um einen Stromfluss
von 20 mA zu erhalten.
Kann mir vielleicht irgend jemand dabei helfen, endlich die Logik
dahinter zu verstehen? :(
Ich würde dir ja gerne helfen, aber ich sehe dein Problem nicht....
Einen Denkfehler habe ich sofort gefunden:
Spannung wird nicht "vernichtet".
Sie teilt sich auf die beiden Partner einer Reihenschaltung auf.
Vielleicht liegt das Problem darin: Du kannst nur Widerstände nach dem
Ohmschen Gesetz ausrechnen. LEDs folgen ganz anderen Gesetzen, mit denen
man nicht so einfach rechnen kann.
Das ganze ist ein Sammelsurium an unterschiedlichen Regeln, die
eigentlich nicht wirklich so ganz der Realität entsprechen. Die sind
mehr oder weniger willkürlich so zusammengestellt, dass man mit mäßigem
Aufwand ein Ergebnis berechnen kann, was gut genug ist.
Entweder so halbwegs Überblick verschaffen, dass du die Regeln anwenden
kannst. Oder 20 Semester Quantenphysik und Philosophie studieren.
Erik T. schrieb:> Was ich nicht verstehe:> Für mich besagt diese Berechnung lediglich Eines:> Bei 1,5V erhalte ich nach Vorschalten eines Widerstandes> von 75 Ohm einen Stromfluss von 20 mA.
NNnnnnn....nein. Das wäre ja eine Konstantstromquelle. Das
ist ein Widerstand aber nicht.
Richtig wäre: Bei einem "Durchfluss" von 20mA entsteht ein
"Druckverlust" von 1.5V.
Korrekter ausgedrückt: Bei einem Spannungsabfall von 1.5V
am Widerstand durchfließt ihn ein Strom von 20mA. Ja.
> Oder in anderen Worten: Durch die Leitung werden Elektronen> mit 1.5V geschoben, durch den Widerstand jedoch so beschränkt,> dass der Stromfluss nur 20mA beträgt.
Nein, genau umgekehrt: Die Elektronen VERLIEREN 1.5V, wenn
20mA fließen.
> Ich verstehe aber nicht, wo diese Formel die logische> Schlussfolgerung trifft, dass bei einem Widerstand von 75 Ohm> hinter 5V 1.5V vernichtet werden.
Das gilt ja auch nicht allgemein, sondern NUR dann, wenn durch
diesen Widerstand ein Strom von 20mA fließt!
Spannung am Widerstand ist genau wie der Druckverlust an einer
Hydraulikleitung: Wenn überhaupt nichts fließt, ist auch kein
Druckverlust vorhanden, d.h. der Druck am Ende der Leitung ist
genausogroß wie am Anfang. Bei einer bestimmten Leitung gehört
zu einem bestimmten Durchfluss immer ein genau bestimmter
Druckverlust. Den Quotienten aus Druckverlust und Durchfluss
nennt man den Widerstand.
> Denn wie schon gesagt, beschreibt sie für mich, in wie fern> der Stromfluss bei 1.5V beschränkt wird,
Hmm. Das ist zu schlampig formuliert. Was bedeutet "...bei 1.5V"?
Spannung ist Potenzialdifferenz, d.h. Spannung liegt immer
zwischen zwei Punkten an, also zum Beispiel zwischen den
beiden Polen einer Batterie, oder den beiden Anschlüssen
eines Widerstandes.
> oder umgestellt beispielweise, dass bei einem Widerstand> von 75 Ohm 1.5V anliegen müssen um einen Stromfluss von 20 mA> zu erhalten.
Das stimmt ja auch - aber WO müssen die 1.5V anliegen?
Richtig! Zwischen den beiden Anschlüssen des Widerstandes!
Anderstrum wird ein Strick daraus:
Du möchtest das 20mA durch die LED fließen.
Nun musst du ins Datenblatt der LED schauen und siehst das bei 20mA 3,5V
an dieser abfallen.
Dadurch weist du das am Widerstand die restlichen 1,5V anliegen. Bei
20mA muss dieser also 75Ohm haben damit alles aufgeht.
Genau da liegt auch der Hund begraben.
Was passiert wenn die 5V auf 6V ansteigen?
Noch einer schrieb:> Vielleicht liegt das Problem darin: Du kannst nur> Widerstände nach dem Ohmschen Gesetz ausrechnen. LEDs> folgen ganz anderen Gesetzen, mit denen man nicht so> einfach rechnen kann.
Hmpf. Quatsch.
Kirchhoff (Knoten- und Maschensatz) gilt bei Gleichstrom
immer, auch bei nichtlinearen Bauelementen.
> Das ganze ist ein Sammelsurium an unterschiedlichen Regeln,
Das ist nur auf Bastler-Niveau so. Die Zweipoltheorie kommt
mit einer Handvoll Regeln aus, die alles beschreiben.
> die eigentlich nicht wirklich so ganz der Realität> entsprechen.
Das stimmt. Die übliche lineare Zweipoltheorie ist eine
Näherung; man muss wissen, wann sie nicht mehr gilt.
> Oder 20 Semester Quantenphysik und Philosophie studieren.
Quark.
