Hallo! Ich habe mal eine absolute Anfängerfrage. Bitte angehängtes Bild anschauen zur verdeutlichung. Also, ich möchte mit einem Multimeter die Spannung messen, welche NACH dem eingebauten Widerstand noch ankommt. Im Beispiel: Spannung 4,5V / Widerstand 75 Ohm Es soll eine LED mit 3,2V (20mA) betrieben werden. Rein rechnerisch sollten also bei der LED ca. 3,2 Volt ankommen. Jetzt zu meinem Messproblem: Wenn ich die LED aus der Schaltung rausnehme und am Messpunkt messe, wird mir die volle Spannung von 4,5 Volt angezeigt. So als ob gar kein Widerstand da wäre. Warum ?? Ich hätte jetzt erwartet, hinter dem Winderstand die 3,2 Volt zu messen. Ist die LED eingebaut und es liegt Spannung an (LED leuchtet), messe ich am Messpunkt 2,9 Volt. Wieso kann ich ohne eingebaute (und eingeschaltete) LED keinen Spannungsabfall hinter dem Widerstand messen ?? Vielen Dank..
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Tschombes schrieb: > Wieso kann ich ohne eingebaute (und eingeschaltete) LED keinen > Spannungsabfall hinter dem Widerstand messen ?? Weil dann über den Widerstand nur der Eingangsstrom des Multimeters fließt und deshalb nahezu keine Spannung am Widerstand abfällt.
>Wieso kann ich ohne eingebaute (und eingeschaltete) LED keinen >Spannungsabfall hinter dem Widerstand messen ?? Weil kein Strom fließt! Schau Dir doch mal das Ohmsche Gesetz an.
Dieter W. schrieb: > Tschombes schrieb: >> Wieso kann ich ohne eingebaute (und eingeschaltete) LED keinen >> Spannungsabfall hinter dem Widerstand messen ?? > > Weil dann über den Widerstand nur der Eingangsstrom des Multimeters > fließt und deshalb nahezu keine Spannung am Widerstand abfällt. Wieso? Versteh ich nicht. Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine gewisse Spannung in Wärme. Ich als Dummy hätte erwartet, das vor dem Widerstand 4,5 und hinter dem Widerstand 3,2 Volt zu messen sind...so wie eben mit der eingeschalteten LED. Hilfe.
Tschombes schrieb: > Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine > gewisse Spannung in Wärme. Hmm... jein. Sagen wir vorläufig mal: Ja. > Ich als Dummy hätte erwartet, das vor dem Widerstand > 4,5 und hinter dem Widerstand 3,2 Volt zu messen sind... Nö -- wieso? Der Widerstand wandelt, wie Du selbst sagst, Spannung in Leistung -- aber er allein kann die Spannung nicht festlegen.
Ein Widerstand funktioniert aber anders als eine Zenerdiode. Der Spannungsabfall am Widerstand ist proportional dem fließenden Strom. Und zwar dem Strom, der durch den Widerstand fließt, nicht einem, der irgendwo anders fließt. Wenn der Stromkreis durch den Widerstand offen ist, fließt gar nix und die Spannung wird null Volt. Zieh mal Wikipedia darüber rein... Gruß - Werner
An deiner Leuchtdiode fallen 3,2V ab. Jetzt machst du sie raus. Denkst du die Schaltung weiß, dass davor eine LED mit 3,2V Durchlassspannung drinnen war? Wenn sie draußen ist, ist dein Stromkreis offen. Es fließt kein Strom. Erst wenn du mit dem Messgeret hingehst fließt Strom. Undzwar nichtmehr durch die LED sondern durch das Messgerät. Das Messgerät verfälscht deine Spannung jedoch nicht bzw nur sehr gering, deshalb misst du vor und hinter dem Widerstand das selbe, nämlich deine Eingangspannung. Solltest dich in das Thema ohmsches Gesetz + Spannungsteiler einlesen, dann wirds dir denke ich klarer.
Possetitjel schrieb: > Tschombes schrieb: > >> Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine >> gewisse Spannung in Wärme. > > Hmm... jein. > Sagen wir vorläufig mal: Ja. > >> Ich als Dummy hätte erwartet, das vor dem Widerstand >> 4,5 und hinter dem Widerstand 3,2 Volt zu messen sind... > > Nö -- wieso? > > Der Widerstand wandelt, wie Du selbst sagst, Spannung in > Leistung -- aber er allein kann die Spannung nicht > festlegen. Werner H. schrieb: > Wenn der Stromkreis durch den Widerstand offen > ist, fließt gar nix und die Spannung wird null Volt. > > Zieh mal Wikipedia darüber rein... Das gild hier für JEDEN!
Tschombes schrieb: > Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine gewisse Spannung in > Wärme. Keine Spannung, sondern einen Spannungsabfall. Wenn kein Strom über den Widerstand fließt, existiert auch kein Spannungsabfall. Kannst du dauch messen, indem du die beiden Meßspitzen deines Multimeters an die beiden Enden des Widerstands hältst. Schau dir mal das Ohmsche Gesetz an.
1 | U=I*R |
2 | Wenn also kein Strom fließt, weil die LED rausgenommen wurde, |
3 | ist also I=0. Der Widerstand hat nach wie vor 75 Ohm. Wenn du diese |
4 | beiden Werte einsetzt, kommt raus: |
5 | U=0*75 -> Also U=0 |
6 | Wenn der Spannungsabfall 0 ist, hat man also vor dem Widerstand die |
7 | gleiche Spannung wie nach dem Widerstand. Also genau das, was du gemessen |
8 | hast. |
Einfache Geschichte, zu kompliziert vorgestellt. Du hast 4,5V, einen 75Ω Widerstand und eine 20mA ziehende Diode. Die Diode will 20mA und nimmt sie sich auch. Das bedeutet, dass durch den Vorwiderstand ebenfalls 20mA fliessen. Auf Grund dessen, fallen am Widerstand 1,5V ab, die Diode bekommt noch 3V. Dein Messinstrument ist so hochohmig, dass es selbst keinen (kaum) Strom verbraucht, es ist also für den Stromkreis irrelevant. Es liegt parallel zur Diode und zeigt diese 3V an. Du entfernst die Diode, dann fliesst kein Strom mehr. Infolgedessen fällt auch am Widerstand keine Spannung mehr ab, infolgedessen zeigt dein Messinstrument die volle Spannung an. capiche?
Tschombes schrieb: > Wieso? Versteh ich nicht. > > Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine gewisse Spannung in > Wärme. > > Ich als Dummy hätte erwartet, das vor dem Widerstand 4,5 und hinter dem > Widerstand 3,2 Volt zu messen sind...so wie eben mit der eingeschalteten > LED. Stell dir einfach dein Multimeter als einen hochohmigen Widerstand vor. Wenn du die LED entfernst, so liegt der 75 Ohm Vorwiderstand in Serie zum hochohmigen Messwiderstand des Multimeters (typischerweise einige Megaohm). Damit ergibt sich ein Spannungsteiler, bei dem nahezu die gesamte Spannung über dem Multimeter abfällt, daher misst du 4.5V. Sobald die LED eingefügt wird liegt der Widerstand des Multimeters parallel zur niederohmigen LED, der resultierende Gesamtwiderstand der Parallelschaltung entspricht von der Größenordnung her dann in etwa dem der LED , so dass eine deutlich geringere Spannung abfällt.
Vielen Dank für die Erläuterungen. Ich denke, ich habe es jetzt kapiert. Das ohne LED kein STROM fliesst (sondern nur Spannung anliegt) habe ich nicht bedacht. Spannung / Strom ... als Dummy nicht so einfach ;-) Ich dachte halt, der Widerstand regelt die Spannung runter und fertig (ob mit ohne Verbraucher). Aber jetzt ist es mir klar. Danke nochmals.
Ich hab das jetzt schon geschrieben, obwohl inzwischen weitere gute Erklärungen eingegangen sind, und schicke es auch ab! Tschombes schrieb: > Der Widerstand wandelt doch je nach Ohm-Wert eine gewisse Spannung in > Wärme. Um Wärme zu erzeugen, muss am Widerstand eine Spannung anliegen (messe mal die Spannung am Widerstand) und auch ein Strom fließen. Dann wird nach P=U*I die Wärme erzeugt. Der Spannungsabfall an dem Widerstand (erwartet hattest du etwa 1.5V) kommt nur zu Stande, wenn die 20mA durch den Widerstand fließen. Bei deiner Messung hattest du nur ein Messgerät mit möglicherweise 10MΩ Innenwiderstand dran hängen. Deshalb werden dann kaum 0.5µA fließen. Nach U=R*I 'verlierst' du am Widerstand dann nur 75Ω * 0.5µA 37µV. Als ob gar kein Widerstand da wäre! Also liegt so gut wie keine Spannung am Widerstand an und es fließt auch so gut wie kein Strom. Damit wirst du auf Wärme vergeblich warten :-). Deine Rechnung für den Wert des LED Vorwiderstands war schon richtig. Und wenn du die LED anschließt, dann werden auch rund die 20mA fließen und die LED wird rund 3.2V Spannung bekommen. Die wird übrigens nur wenig anders, wenn du den Widerstand veränderst, ihn z.B. auf 100Ω oder 150Ω erhöhst. Das liegt an der besonderen Kennlinie einer LED (die ähnlich der einer Diode ist), weil an der weitgehend unabhängig vom Strom immer so rund 3V anliegen werden - ob durch die 1mA, 5mA oder 20mA fließen. Sie verhält sich praktisch wie ein sich selbst verändernder Widerstand, der dafür sorgt, dass fast immer die selbes Spannung an ihm ('Ersatzwiderstand' der LED) anliegt. Tschombes schrieb: > Es soll eine LED mit 3,2V (20mA) betrieben werden. Die Aussage müsste lauten: Es soll eine LED mit 20mA betrieben werden, es wird sich dann an der LED eine Spannung von ca. 3.2V einstellen. Ca. 3.2V, weil es auch 2.9V sein können, wie du ja an deinem Exemplar selbst gemessen hast. Damit bestimmst du dann, wie du es oben fast richtig getan hast, den Vorwiderstand zu 75Ω. Ich habe mit den Werten übrigens 65Ω errechnet ... Mit den 2.9V sind es dann aber wieder 75Ω richtig. Das ist aber auch nicht schlimm, es fließt dann ev.etwas weniger durch die LED und den Helligkeitsunterschied wird man kaum bemerken. Probiere einfach ein paar Werte aus: 68Ω, 75Ω, 82Ω, 100Ω und beobachte.
Stell dir vor du hast einen Wasserkreislauf: Pumpe ... Spannungsquelle Engstelle ... Widerstand Ventil ... Schalter Wassermenge ... Strom Wasserdruck ... Spannung Wenn du nun irgendwo ein Ventil zumachst, baut sich am Ventil auch der Pumpendruck auf, egal ob vorher eine Engstelle da ist oder nicht.
Hallo HildeK, danke auch Dir für deinen ausführlichen Text! Sowas hilft mir sehr! Ja Du hast recht, laut Rechnung kommen 65Ohm raus - ich habe 75 genommen, weil ich diesen Widerstand in meiner Kiste hatte. Weiss gar nicht, ob es 65 auch gibt. Habe gelesen, man kann/soll halt immer das nächst mögliche nehmen. Ich ging jetzt aber auch davon aus, dass wenn ich beispielsweise einen 150 Ohm Widerstand verwende, die LED wesentlich dunkler wird. Das sie sich quasi selbst regelt wie Du sagst wusste ich auch noch nicht. Muss ich mal testen.
Tschombes schrieb: > Ich ging jetzt aber auch davon aus, dass wenn ich beispielsweise einen > 150 Ohm Widerstand verwende, die LED wesentlich dunkler wird. Das sie > sich quasi selbst regelt wie Du sagst wusste ich auch noch nicht. So ganz is der Groschen noch nich gefallen. Lies mal den Artikel über LEDs (<- da klicken).
Tschombes schrieb: > Ich ging jetzt aber auch davon aus, dass wenn ich beispielsweise einen > 150 Ohm Widerstand verwende, die LED wesentlich dunkler wird. Sie wird dann weniger als die Hälfte der "Lichtmenge" bringen wie mit 65 Ohm. Nur ist das für dein Auge kein so großer Unterschied weil dein Auge Lichtstärken annähernd logarithmisch erfasst.
Ja ist doch alles etwas verwirrend. Ohne es jetzt ausprobiert zu haben - liege ich mit meiner Vermutung richtig, dass bei einem 150Ohm Widerstand die Spannung an der LED dann nicht mehr 2,9 sondern lediglich noch 1,5V betragen würde? Das wäre das, was ich vermutet hätte - widerspräche aber jetzt der Aussage von HildeK ... --> Zitat: "Die wird übrigens nur wenig anders, wenn du den Widerstand veränderst, ihn z.B. auf 100Ω oder 150Ω erhöhst. Das liegt an der besonderen Kennlinie einer LED (die ähnlich der einer Diode ist), weil an der weitgehend unabhängig vom Strom immer so rund 3V anliegen werden - ob durch die 1mA, 5mA oder 20mA fließen. Sie verhält sich praktisch wie ein sich selbst verändernder Widerstand, der dafür sorgt, dass fast immer die selbes Spannung an ihm ('Ersatzwiderstand' der LED) anliegt."
Tschombes schrieb: > laut Rechnung kommen 65Ohm raus - ich habe 75 genommen, weil ich diesen > Widerstand in meiner Kiste hatte. Weiss gar nicht, ob es 65 auch gibt. Zumindest 68 ist ein gängiger Wert (E12-Reihe). Tschombes schrieb: > Ohne es jetzt ausprobiert zu haben - liege ich mit meiner Vermutung > richtig, dass bei einem 150Ohm Widerstand die Spannung an der LED dann > nicht mehr 2,9 sondern lediglich noch 1,5V betragen würde? Du liegst falsch. Das liegt daran, dass deine LED kein linearer Widerstand ist (auch „ohmscher Widerstand“ genannt). Wenn der Strom durch die LED kleiner wird, liegt zwar auch weniger Spannung an ihr an, aber nicht proportional weniger wie bei einem linearen Widerstand. Es werden dann also statt 2,9 V nur noch 2,8 oder 2,7 V sein.
Tschombes schrieb: > Ja ist doch alles etwas verwirrend. Ja :) > Ohne es jetzt ausprobiert zu haben - liege ich mit > meiner Vermutung richtig, dass bei einem 150Ohm > Widerstand die Spannung an der LED dann nicht mehr 2,9 > sondern lediglich noch 1,5V betragen würde? Nein. Die Spannung ist dann vielleicht 2.8V oder so. Ein (käuflicher) Widerstand ist in guter Näherung ein OHMscher Widerstand; da gilt U ~ I. Eine LED ist kein OHMscher Widerstand; Spannung und Strom sind nicht proportional.
Und wieso würde die LED dann aber nur noch die Hälfte der Lichtmenge bringen, wenn sich die Spannung quasi nicht verändert?
Weil sich nur die Stromstärke verändert? Ist das die richtige Antwort?
Tschombes schrieb: > Weil sich nur die Stromstärke verändert? Ist das die richtige Antwort? Ja, der Lichtstrom ist (in erster Näherung) proportional zum Strom, der durch die LED fließt. Das passt auch in der Energiebilanz durchaus in das Bild der Physik: da sich die Spannung an der LED dabei nur minimal ändert, ist die elektrische Leistung (grob gerechnet) proportional zum fließenden Strom. Der Lichtstrom (also diese netten Lumen-Zahlen, die wir mittlerweile auf so ziemlich allen Leuchtmitteln finden) wiederum ist die abgegebene Lichtleistung (allerdings bewertet auf die spektrale Empfindlichkeit des Auges).
Tschombes schrieb: > Weil sich nur die Stromstärke verändert? Ist das die richtige Antwort? Ja! Tschombes schrieb: > Das sie > sich quasi selbst regelt wie Du sagst wusste ich auch noch nicht. Sie 'regelt' nur die Spannung quasi selbst. Aber da der Strom durch den größeren Widerstand kleiner wird, nimmt sie auch entsprechend weniger Leistung auf, was wiederum weniger Lichtleistung heißt. Ungefähr kann man sagen: Licht ist proportional zum Strom (solange du sie mit vernünftigen Strömen betreibst). Nur, wie oben schon gesagt, z.B. die halbe Lichtleistung zwar ein wenig dunkler erscheint, aber eben fürs Auge nicht bloß die Hälfte ist.
Man könnte auch sinnvolles Deutsch schreiben: HildeK schrieb: > Nur, wie oben schon gesagt, z.B. die halbe Lichtleistung zwar ein wenig > dunkler erscheint, aber eben fürs Auge nicht bloß die Hälfte ist. Also nochmal: Nur, wie oben schon gesagt, wird z.B. die halbe Lichtleistung ein wenig dunkler erscheinen, für das Auge ist es aber nicht 'halb so hell'!
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