LED als Spannungsquelle - Parallelschaltung und Spannungen addieren?
Hi Leute,
nun ist es ja ein offenes Geheimnis, dass man mit gewöhnlichen LED Dioden auch Spannungen "erzeugen" kann, indem sie schlicht andersrum funktionieren. Also wie eine kleine Photodiode.
Wenn man mit dem Multimeter nachmisst, ergibt sich etwas, was mich stark verwundert. Entweder ich stehe grad total auf dem Schlauch oder mein Modell ist falsch. Wenn ich die Dioden seriell (in Reihe) verschalte, ändert sich die Spannung kaum/gar nicht im vergleich zu einer einzigen Diode.
Wenn ich sie allerdings parallel verschalte, dann addieren sich die Spannungen. Wie kann das sein? Es müsste doch genau andersherum sein?
Normalerweise agieren die LEDs doch als Spannungsquellen, wenn ich die in Reihe schalte, dann addieren sich die Spannungen, parallel die Ströme. Das kann man ganz leicht mit einer Batterie nachvollziehen, da funktioniert das wunderbar.
Kann mir vielleicht jemand das erklären? Danke :)
2 Antworten
Hi,
dass man LEDs als Spannungsquelle verwenden kann war mir auch neu.
Grundsätzlich stimmt, dass der Messgerät-Innerwiderstand Einfluss auf die Messung hat. Das Messgerät belastet die LED so start, dass nur eine sehr kleine Spannung messbar ist. Die LED ist also als Spannungsquelle mit sehr großem Innerwiderstand zu betrachten. Bei konstantem Licht auf alle parallel geschalteten LEDs steigt die Spannung da die LED-Innernwiderstände parallel geschaltet werden. Der Effekt sollte allerdings abnehmen je mehr LEDs parallel geschaltet sind. Bei unendlich vielen LEDs hättest Du dann die für diese Lichtmenge gegebene/mögliche Leerlaufspannung. Bei Serienschaltung steigt der Innenwiderstand und die gelieferte Spannung gleichzeitig an. Die Schaltung kann dann als Stromquelle betrachtet werden. Konstanter Strom am Messgerät-Innerwiderstand ergibt konstante gemessene Spannung.
Ähm... Wie bitte willst du mit LEDs eine Spannung erzeugen. Dioden sind einfach nur Halbleiter. Nichts, was eine Spannung erzeugen könnte.
Also das ist mir jetzt neu, dass man LEDs als Photodiode verwenden kann. Geht aber nicht bei allen, wie ich lese. Aber egal. Dass die Spannungen bei der Parallelschaltung sich ausgleichen und bei serieller Schaltung zusammen setzen um eine große Spannung zu bilden stimmt schon. Warum das bei dir so ist weiß ich leider nicht.
Ja, klar die Spannungen addieren sich bei Serienschaltung. Bei mir ist es aber genau umgekehrt...
Ich habe nun eine neue Theorie die das ganze erklären mag. Nachdem bei der Recherche über Photodioden eigentlich nur immer von "Stromquellen" die Rede war, kam ich auf die Idee:
Die LED "erzeugt" keine Spannung, sondern einen Strom. Und dieser Strom addiert sich richtigerweise bei einer Parallelschaltung. Meine Annahme ist, dass wenn ich mit dem Multimeter aber die Spannung messe, fließt dieser Strom durch das Multimeter und das berechnet nach Ohm (U=R*I) die Spannung. R ist dabei der Innenwiderstand des MM. Wenn sich nun der Strom erhöht (was er nur in parallel tut), erhöht sich über o.g. Zusammenhang auch die Spannung, was die Illusion aufbringt, die LEDs "produzieren" mehr Spannung. Die Änderung des Stromes bewirkt quasi eine Änderung der Spannung über alle Stromquellen (KVL), was auch erlaubt ist, denn die Spannung über eine Stromquelle ist ja beliebig.
Ob die Theorie stimmt oder nicht, weiß ich nicht, aber für mich scheint sie zunächst mal eine plausible Erklärung zu sein.
Vielleicht könnte jemand, der das wirklich weiß, bestätigen, falls jemand hier noch wann drüberstolpert :)
Da haste aber nen kleinen Denkfehler: Ein Strom kommt durch eine Spannung zustande. Ohne Spannung, kein Strom. Und je höher die Spannung, desto höher der Strom. Sprich, ein stärkerer Strom kommt nur durch höhere Spannung.
Und das Multimeter rechnet den Strom nicht durch das ohmsche Gesetz aus, das würde nicht funktionieren. Wenn ich mich recht erinnere war das so, dass es die Spannung der Batterie mit der zu messenden Spannung verglichen wird. Die Spannung der Batterie ist ja schließlich in etwa gegeben.
Doch, das geht, probiere es aus! Im Prinzip ist ja eine LED nichts anderes als eine schlechte Photodiode. Der Stom ist im nicht messbaren Bereich, aber die Spannung steigt bei mir bei direkter Beleuchtung bis auf 0.3 Volt! Google mal: https://www.google.de/search?q=led+as+light+sensor&oq=led+as+light+sensor&aqs=chrome..69i57.3156j0j4&sourceid=chrome&ie=UTF-8
Trotzdem, wie kann man sich erklären, warum sich die Spannung bei Parallelschaltung addiert?