Frage von Grandle, 33

4 LED´s in Reihe an 12?

Ich habe IR-LED´s die (so dachte/denke ich) eine Betriebspannung von 2.5V-5.5V haben. Da ich keine Datenblätter habe, kenne ich den Widerstand einer LED nicht. Also kann ich keinen Vorwiderstand direkt berechnen und den Widerstand der LED messen geht bekanntlich auch nicht. Nun habe ich 4 dieser LED´s in Reihe geschaltet. Egal wie groß nun R pro LED ist, fallen pro LED 3V ab (da es ja 4 mal die gleichen R´s sind) und es sollte passen. Sie sind mir nun aber durchgebrannt. Meine Schlussfolgerung --> Betriebsspannung doch nicht 2.2V-5.5V sondern eher so 1.5V oder sonstiges ? Möchte nur wissen ob meine Denkensweise nun stimmt :D

Antwort
von Tobihogh, 23

Der Widerstand von Halbleitern sinkt sobald die Durchlassspannung erreicht wurde auf nahe Null ab. Somit floss ein zu hoher Strom durch deine LEDs auch wenn nur 3V anliegen werden diese dadurch zerstört. Der maximal Strom entnimmt man normalerweiße dem Datenblatt. Bei farbigen LEDs sind es ungefähr 20mA. Frag am besten beim Hersteller oder Verkäufer nach. Also niemals LEDs ohne Vorwiderstand betreiben!!!

Kommentar von Grandle ,

ahhh also der Widerstand ist wie ein Strombegrenzer in der Schaltung(sozusagen).

 Allerdings: Bei 4 Farb LEDs, wo ich weiß das eine an ca. 3V muss,  in Reihe an 12 V geschaltet, funktioniert es auch ohne Vorwiderstand... dabei arbeiten Farb LEDs ja eigendlich nicht anders als IR LEDs oder?! Kann es also doch sein das meine IR LEDs eher an 1.5V anstatt 3V müssen ?  

Kommentar von martin7812 ,

Das Problem bei vielen Bauelementen (insbesonders Halbleitern) ist, dass diese keinen "klassischen" Widerstand haben.

Es gibt sogar Bauelemente, da nimmt der Strom bei ansteigender Spannung (in einem bestimmten Spannungsbereich) ab!

Bei einer Diode (egal ob LED oder SI-Diode) nimmt der Strom bis zu einer bestimmten Spannung kaum zu - er ist annähernd Null. Ab einer bestimmten Spannung steigt er dann mit höher werdender Spannung extrem stark an.

Je nach Umgebungsbedingungen (z.B. Temperatur) und auch Toleranzen (z.B. Verunreinigungen bei der Herstellung) kann diese Spannung etwas abweichen.

Wenn du also 8 gleiche Dioden hast, kann diese Spannung im Extremfall bei 4 davon bei 2,9V und bei den 4 anderen bei 3,1V liegen.

Wenn du die 4 Dioden mit 2,9V in Reihe schaltest, so hast du bei 11.5 V einen Strom von vielleicht 0,01A und bei 12V bereits einen Strom von 10A (zu viel für die LED).

Wenn du die 3.1V-LEDs in Reihe schaltest, dann hast du bei 12V erst 0,01A...

Fazit: Dioden NIEMALS direkt mit einer Spannungsquelle betreiben!

Entweder eine Stromregelschaltung bauen (wird bei Autos gerne gemacht) oder einen Vorwiderstand, der den Strom begrenzt.

Der Vorwiderstand muss dabei so ausgelegt sein, dass der Spannungsabfall wesentlich höher ist als die Toleranz:

Je nach dem, welche Dioden du gerade erwischt (2,9V oder 3,1V), würde die Spannung am Vorwiderstand um 0,8V schwanken!

Wenn an deiner Schaltung nur 1V am Vorwiderstand abfällt (laut Berechnung), so fallen tatsächlich je nach dem, welche LEDs du erwischt, entweder 0,6V oder 1,4V ab. Das ist mehr als Faktor 2 und somit der doppelte Strom!

Wenn 10V am Vorwiderstand abfallen sollen, werden tatsächlich zwischen 9,6V und 10,4V abfallen, was gerade einmal 9% Differenz sind.

Kommentar von Grandle ,

sauber danke für die guten antworten ;)

Antwort
von Iceblue, 8

Liebe Leser, es ist immer wieder das gleiche, wenn es um LEDs geht. Mangels Fachwissen werden die armen Bauteile abgeraucht. Die Antwort von Martin7812 ist voll korrekt - ich empfehle jedoch jedem Bastler, sich ein Multimeter (das ist ein Messgerät für Spannung/Strom/Widerstand etc.) zu kaufen, möglichst mit Batterietestfunktion, das braucht man immer. Dann macht man einen Versuchsaufbau, mit den LEDs, nimmt einen Vorwiderstand der sicher zu groß ist und misst den Strom, dann kann man versuchsweise den Widerstand verringern, bis sich der gewünschte Strom einstellt. Dazu benötigt man noch eine Schachtel mit einem Widerstandssortiment (etwa 10 Ohm bis 10 kOhm abgestuft nach E12 Reihe), sollen Power LEDs (1Watt und höher) betrieben werden sollten auch die Widerstände eine höhere Belastbarkeit (Watt) aufweisen. Grundkenntnisse wie das Ohm'sche Gesetz müssen vorhanden sein, ansonsten Finger weg.

Kommentar von Grandle ,

Ich finds auch absolut schade, das in der Schule bzw Ausbildung zum Elektriker ca. nichts über Halbleiter beigebracht wird.

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