Elektrotechnik Frage zu Reihenschaltung von Diode und Widerstände
Heii Leute,
mir ist nicht klar warum schaltet man in Reihe mit der Diode einen ohmschen Widerstand? Danke schon mal im vor raus :)
4 Antworten
Das macht man nicht nur weil es eine Diode ist. Bei Gleichrichterdioden macht man das in der Regel nicht, man will ja den vollen Strom und Spannung haben bei einer Gleichrichtung.
Bei einer LED macht man das, weil eine LED sich sozusagen wie ein Kurzschluß verhält wenn die Spannung höher ist als die Diode über sich einstellt. So wäre nichts da was den Stromfluß begrenzt und es würde viel zu viel Strom fließen was die LED oder auch den Rest der Schaltung zerstören kann. Ein ohmscher WIderstand ist eben dass billigste und einfachste um den Strom zu begrenzen. Man kann auch Konstantstromquellen benutzen, dann kann man LEDs direkt anschließen.
Ich vermute du meinst eine Leuchtdiode (LED)
Die LED benötigt je nach Bauart und Farbe unterschiedliche Spannungen bzw. Ströme.
Wir reden hier von etwa 3-20mA und 1,5-3,5Volt.
Deine Versorgungsspannung ist jedoch nun oft 12 oder 5 Volt, und durch das Ohmsche Gesetzt wäre der Strom, der durch die LED fließt viel zu hoch, wodurch man mit dem Ohmschen Widerstand den Strom zuerst begrenzen muss.
Würdest du das nicht machen, würde die LED kurz in verschiedenen Farben leuchten und danach kapputt sein.
Den Vorwiderstand kannst du dimensionieren, indem du R = (Uversorgung - Uled)/ILed
Wenn du etwa 2,5V für Uled und 15mA für I led verwendest, kann nichts schief gehen.
Ja und nein.
Wenn es nur darum ginge, dass am Widerstand eine bestimmte Spannung abfällt, könnte man fast einen X-beliebigen Widerstandswert nehmen, dann hätte man das Ziel erreicht.
Der Grund, warum man einen ganz bestimmten Widerstandswert nehmen muss, ist, dass man Einfluss darauf haben will, welcher Strom durch die LED fließt.
Die LED gibt doch vor, welchen Stromfluss sie benötigt und hat und danach wird der Vorwiderstand berechnet, wenn die Spannung höher ist, (zu vernichtende Spannung x Strom der LED).
Und vermutlich fällt die spannung proportional zum Strom ab. Was ein Wunder.
Nein.
Bei einem p-n-Übergang wird eine bestimmte Energie benötigt, um ein Elektron auf die andere Seite zu bringen. Diese Energiemenge bestimmt dann auch die Wellenlänge des Photons, das dabei emmitiert wird.
Die Energie, die pro Elektron (= bestimmte Ladungsmenge) benötigt wird, ist die Spannung. Die Anzahl der Elektronen pro Zeit ist der Strom.
Zu Deutsch: Die Farbe, die eine LED aussendet und die Spannung, die an der LED anliegen, hängen somit unmittelbar zusammen.
Eine rote LED wird immer eine ganz bestimmte Spannung an den Klemmen anliegen haben - egal, welcher Strom fließt.
Die Helligkeit der LEDs hängt hingegen mit dem Strom zusammen, der bei einer LED unterschiedlich stark sein kann.
Dieser Strom (und somit auch die Helligkeit) wird mit dem Vorwiderstand geregelt.
Aus diesem Grund geht eine LED auch kaputt, wenn man sie ohne Vorwiderstand an einer Batterie betreibt:
Der Innenwiderstand der Batterie ist nur sehr klein, so dass der Strom durch die LED das 1000- oder 10000-fache des normalen Stroms ist. Somit werden in der LED das 1000- bis 10000-fache der normalen Leistung umgesetzt (bei gleichbleibender Spannung), wodurch die LED kaputt geht.
Würde die LED einen konstanten Strom ziehen, so würde die Erhöhung der Spannung auf den 5-fachen Wert nur eine Erhöhung der Leistung auf das 5-fache bedeuten, was die LED noch überleben würde...
Die Frage kannst Du so nicht stellen weil es immer auf die Applikation ankommt. Du kannst beispielsweise mit so einer Reihenschaltung den Durchlass-Strom der Diode begrenzen oder Du kannst mit einem niederohmigen Widerstand eine leistungsabhängige Sicherung bauen (Sicherungswiderstand).
Für Fragen zu solchen Schaltungen ist immer ein Schaltungsauzug erforderlich, bei dem man noch etwas vom Bereich vor und nach der Reihenschaltung sieht... aber pauschal kannst Du sowas nicht beantworten.
Du schaltest ja auch Kondensatoren zu leistungsstarken Dioden parallel um ein zu schnelles Abschalten etwas abzudämpfen... das sieht zwar erst mal auch unsinnig aus aber wenn man das Dahinterliegende sieht macht es auf einmal auch wieder Sinn.
Mfg
Weil die spannung von der batterie meist zu hoch ist... wenn du 3V hast aber die LED nur 1V ab kann brsuchst du einen Widerstand an dem 2V abfallen
Mit dem Vorwiderstand wird nicht der Strom begrenzt, an selbigen fällt eine bestimmte Spannung ab, damit die LED nicht in die ewigen Jagdgründe geschickt wird.