Spannungsabfall hinter Widerstand berechnen?
Wie kann ich den Spannungsabfall bei einem Widerstand berechnen?
Bsp.: Ich habe eine 9V Batterie. Ich möchte eine LED betreiben, die nur 2,5V aushält. Wie berechne ich, welchen Widerstand ich benötige?
Danke schon mal im Voraus.
5 Antworten
9V Versorgungsspannung minus 2,5V Betriebsspannung der LED ergibt 6,5V Restspannung die am Widerstand abfallen muß. Für die Berechnung des Widerstandes braucht man noch den Nennstrom der LED, ich gehe mal von 0,02A bzw. 20mA aus. R=U/I 6,5V geteilt durch 0,02A gleich 325 Ohm. Jetzt feht noch die Last die der Widerstand aushalten muß. P=UxI 6,5V mal 0,02A ergibt 0,13W. Der Widerstand sollte mindestens 325 Ohm und 0,13W haben. Ist der errechnete Widerstand nicht verfügbar nimmt man den nächst größeren, mehr Ohm und mehr Watt.
Ohmsches Gesetz. Spannungsabfall = Widerstand mal Strom durch den Widerstand.
Die Größe des Widerstandes berechnet man andersherum: gewünschter Spannungsabfall geteilt durch vorgegebene Stromstärke bzw. vorgegebener Spannungsabfall geteilt durch gewünschte Stromstärke.
Im Beispiel:
Widerstand und LED sind in Serie geschaltet, damit sind die Ströme gleich und die Spannungen addieren sich.
I_Widerstand = I_LED
U_Widerstand + U_LED = U_Batterie
Damit ergibt sich
R = U_Widerstand / I_Widerstand = (U_Batterie - U_LED) / I_LED
Du siehst, dass du noch den gewünschten Strom durch die LED brauchst. Dieser darf nicht größer sein als der maximale Strom, den die LED lt. Datenblatt verträgt.
(Für eine konkrete Schaltung berücksichtige auch die Toleranz der Widerstände - nimm im Zweifel einen Normwert größer.)
Deine Darstellung ist nicht ganz richtig. Durch den Vorwiderstand wird der Strom beeinflusst, der durch die LED fließt, und nicht die Spannung, die an der LED abfällt. Die ist immer gleich und in Deinem Fall offensichtlich 2,5 Volt. Üblicherweise werden LEDs mit 20 mA Strom betrieben. Der für eine Speisespannung von 9 Volt benötigte Vorwiderstand errechnet sich aus
(U-Batterie - U-LED)/ 0,02 Ampere = (9 V - 2,5 V ) / 0,02 A = 325 Ohm. Der nächstgelegene Normwert ist 330 Ohm.
Das kommt darauf an. Wieviel mAh (MilliAmpereStunden) hat deine Batterie?
Und: Wie groß ist der Wiederstand deiner LED selbst? Müsste irgendwo draufstehen.
Wenn du diese Daten hast, kannst du das über das Ohm-Sche Gesetz berechnen.
Wenn du deinen Wiederstand so wählst das genau 2.5V über deine LED abfallen sollen, dann muss über dein Wiederstand 6,5V abfallen.
Es gilt: Ugesamt= U_r + U_L also deine 9V teilen sich auf in die Spannungen die über deinen gesuchten Wiederstand und der LED abfallen.
Weiterhin gilt:
U_r = R1* I1 und U_L = R_L*I_L I1 = I_L
Daraus folgt:
R1 = R_L * U_r / U_L
Wenn du z.B genau deine 2,5V über die LED abfallen lassen möchtest folgt:
R1 = R_L * 6,5 / 2,5 = 2,6* R_L
Jetzt musst du wiegesagt noch herausfinden wie groß der Wiederstand deiner LED ist, dann hast du den Wiederstand den du noch in Reihe schalten möchtest.
9V - 2,5V = 6,5V
R = U/I
R= 6,5/ 0,02A
R= 325 Ohm
Jaein: Wenn ich keinen Wiederstand vorschalte fallen über meine LED 9V ab, nicht 2,5. Der Strom wird natürlich größer.