Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik U = R x I Frage


von hanoglahr (Gast)


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Hallo zusammen, ich habe eine theoretische Frage. Angenommen ich habe 
eine 1,5V Batterie und schließe ein LED an welches 1,5V Spannung 
benötigt und eine Stromaufnahme von 20mA hat.

Welchen Vorwiderstand nehme ich? Da kein Spannungsabfall benötigt wird, 
ist auch kein Widerstand nötig 0V = R x 0,02A >>> 0V/0,02A = 0Ohm. 
Dennoch brennt die LED durch, kann das jemand erklären??

von Der Andere (Gast)


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In deinem Text taucht zwei mal das Wort LED auf. Dahinter verlinkt die 
Forensoftware automatisch den Led Grundlagenartikel, lese dir den mal 
durch.

Es gibt nämlich keine Led, die 1,5V braucht. Eine Led braucht einen 
konstanten Strom, der entweder über eine ausreichend hohe und konstante 
Spannung plus Vorwiderstand bereitgestellt wird, oder über eine 
Konstantstromquelle (ist auch wieder ein Link).

Also lese dir erst mal die Grundlagen durch.

von foobar (Gast)


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An der LED fallen 1,5V ab, der Widerstand der LED ist dann sehr klein.
Setz das mal in die Formel in und du siehst warum sie sehr kurz und 
kräftig leuchtet ;-)

von Felix A. (madifaxle)


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Die LED (besser der Chip) wird wärmer und wärmer. Die Durchlassspannung 
sinkt damit stetig ab, bis der Strom durch die LED zu hoch wird.

Ich weiß aus dem Kopf heraus nicht, ob das -2mV je K(elvin) sind oder 
mehr/weniger. Da helfen eine Suchmaschine oder andere Forenteilnehmer.

von Harald W. (wilhelms)


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hanoglahr schrieb:

> U = R x I Frage

Das Problem fängt schon damit an, das Dioden (und somit auch LEDs)
keine ohmschen Widerstände sind und deshalb obige Formel nicht gilt.

von Alex22 (Gast)


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Hallo,
LEDs werden stromgeregelt betrieben.


hanoglahr schrieb:
> welches 1,5V Spannung
> benötigt

Die Angabe 1,5 V ist vermutlich die Flussspannung für einen ganz 
bestimmten Betriebspunkt (z.B. 20 mA und +20 °C) und auch da nur der 
"typische" Wert. Aufgrund von Produktionstoleranzen kann auch das 
variieren.

hanoglahr schrieb:
> eine Stromaufnahme von 20mA hat

Das könnte der "Nennstrom" sein.

Wenn du dir die Kennlinie einer Diode (als Beispiel 1N4001) anschaust 
*), dann siehst du, dass die Flussspannung mit steigender Temperatur 
fällt. Ergebnis: du schließt deine LED an die Spannungsquelle an und es 
stellt sich ein Stromfluss ein. Durch den Stromfluss erwärmt sich die 
LED und deine Kennlinie "wandert nach links", d.h. bei gleicher Spannung 
hast du wesentlich mehr Strom. Die Erwärmung steigt, die Kennlinie 
wandert weiter nach links usw., bis dass die LED thermisch zerstört 
wird.

Dem kannst du im einfachsten Fall durch Einfügen eines Widerstands 
entgegen wirken, im besten Fall schaltest du eine Konstantstromquelle 
davor, was in dieser Konfiguration natürlich ein bisschen schwieriger 
ist, da du eine getaktete Variante benötigen wirst.

Da 1,5 V sich nach Infrarot anhören und du ggf. ein IR-Signal 
(Ferbedienung) übertragen möchtest: Diese LEDs werden oft mit einem 
Strom höher als ihrem Nennstrom betrieben (Pulsstrom), um eine bessere 
Reichweite zu ermöglichen.

Viele Grüße,
Alex

*) 
https://de.wikipedia.org/wiki/Diode#/media/File:Dioden-Kennlinie_1N4001.svg

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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foobar schrieb:
> An der LED fallen 1,5V ab, der Widerstand der LED ist dann sehr klein.
> Setz das mal in die Formel in und du siehst warum sie sehr kurz und
> kräftig leuchtet ;-)
So heiß wie gekocht wird, wird nicht gegessen. Die LED hat keine 
rechteckige Kennline. Und die Batterie einen Innenwiderstand. Auf 
diese Art funktionieren zigtausende China-LED-Lampen...

Sprich: die LED wird auch bei 1,3V mit 1mA schon anfangen zu leuchten, 
und bei 1,6V mit 50mA nicht gleich kaputtgehen...

Mit einem Diagramm der UI-Kennlinie kann man sich den Arbeitspunkt 
relaitv leicht rauszeichnen. Nehmen wir mal diese LED mit ihrer 
Kennline:
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:AP-Diode.png
(aus https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtdiode)
Und dann sagen wir Uf=Ubatt=1,5V, dann ist leicht zu sehen, dass die LED 
auch ohne Vorwiderstna dnicht kaputtgeht. Und auch die negative 
Temperaturabhängigkeit wird von der "flachen" UI-Kennline aufgefangen. 
Der Strom steigt zwar an, aber die LED geht nicht kaputt.

: Bearbeitet durch Moderator
von npn (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Auf diese Art funktionieren zigtausende China-LED-Lampen...

Leider...
Aber die meisten eben nicht sehr lange, wegen dieses 
"Schönheitsfehlers", nur weil der Hersteller ein oder zwei Cent 
einsparen wollte.

von Peter II (Gast)


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npn schrieb:
> Leider...
> Aber die meisten eben nicht sehr lange, wegen dieses
> "Schönheitsfehlers", nur weil der Hersteller ein oder zwei Cent
> einsparen wollte.

das liegt aber mehr daran, das eine Batterie nicht immer 1,5V hat. Und 
nicht daran das die LED sich jedes mal anders Verhalten.

von Der Andere (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Auf diese Art funktionieren zigtausende China-LED-Lampen...

Möglich wenn auch unschön, aber die Led des TO funktioniert eben NICHT:

hanoglahr schrieb:
> Dennoch brennt die LED durch

By the way, hier versuchen einige Leute seit Jahren den Anfängern und 
auch einigen Besserwissern die richtige Ansteuerung von Leds zu 
erklären, und du fällst denen jetzt mit deinem Beitrag in den Rücken.
Finde ich nicht sehr produktiv, zumal der Hinweis fehlt, dass das zwar 
im Einzelfall geht aber trotzdem Pfusch ist.
Und wenn man dann statt einer Knopfzelle eine A oder AA Batterie nimmt 
brennt die Led auf einmal doch durch.

von Peter II (Gast)


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Der Andere schrieb:
> By the way, hier versuchen einige Leute seit Jahren den Anfängern und
> auch einigen Besserwissern die richtige Ansteuerung von Leds zu
> erklären, und du fällst denen jetzt mit deinem Beitrag in den Rücken.
> Finde ich nicht sehr produktiv, zumal der Hinweis fehlt, dass das zwar
> im Einzelfall geht aber trotzdem Pfusch ist.
> Und wenn man dann statt einer Knopfzelle eine A oder AA Batterie nimmt
> brennt die Led auf einmal doch durch.

und andere Versuchen denen zu erklären, das es in der Praxis nicht so 
schlimm ist.

Wie Wahrheit liegt halt irgendwie dazwischen.

Wenn man garantieren kann, das sie Spannung immer 1,5V ist funktioniert 
das recht gut. Denn der Temperaturkoeffizient spielt bei "normalen" 
Temperaturen der LED so gut wie keine rolle.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Der Andere schrieb:
> Möglich wenn auch unschön, aber die Led des TO funktioniert eben NICHT:
> hanoglahr schrieb:
>> Dennoch brennt die LED durch
Lies mal, was der hanoglahr schrieb:
>>>> ich habe eine theoretische Frage.
Dann brennt auch nur eine theoretische LED durch, oder wie?

Der Andere schrieb:
> By the way, hier versuchen einige Leute seit Jahren den Anfängern und
> auch einigen Besserwissern die richtige Ansteuerung von Leds zu
> erklären, und du fällst denen jetzt mit deinem Beitrag in den Rücken.
Mein Tipp: lass jeden mal 50 LEDs kaputtmachen.
Dann rappelt er sich vllt. auf und fängt an Nachzudenken. Du kannst zu 
Kindern auch sagen: "Fass nicht an den Ofen, der ist heiß!"
Und trotzdem langen die hin und dann haben sie es gelernt...

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Mein Tipp: lass jeden mal 50 LEDs kaputtmachen.
> Dann rappelt er sich vllt. auf und fängt an Nachzudenken.

Ok, damit kann ich leben :-)

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