2V-3V Parallelschaltung Spannungsabfall?
Hallo,
ich habe eine Frage zur Parallelschaltung. Auf dem Bild habe ich zwei LEDs. Aber die rote LED hat 2V Durchlassspannung und die blaue 3V. Wenn ich beide parallel an eine 12V Batterie hänge, welche Spannung messe ich dann an beiden LEDs? Im Internet habe ich gelesen, dass sich die Spannung gleichmäßig aufteilt, stimmt das? Und gilt das auch für Widerstände?
Vielen Dank!
6 Antworten
Das hast Du vermutlich falsch verstanden. Die Spannung teilt sich in Parallelschaltungen NICHT auf (sondern die Stromstärke, wenn diese limitiert ist). Die Spannung teilt sich in Reihenschaltungen auf, weil die Spannung die Energie pro Ladung ist und diese ja nur einen Weg hat!
Allerdings reicht auch eine einfache Reihenschaltung nicht aus, weil die LEDs zusammen ja trotzdem nur 5 V nutzen.
Selbst wenn man die Spannung runter bringt, braucht man noch einen Schutzwiderstand, der bei LEDs sowieso Standard ist und meist auf ca. 20 mA begrenzt! Bei 20 mA und 12 V wäre ein 350 Ω Widerstand nötig!
Sry, aber bei Deiner Skizze könnte man meinen Du bist 10, weil man Schaltzeichen schon in der 5./6. Klasse hat UND es für LEDs eigene Symnole gibt.
In einer Parallelschaltung sind die Teilspannungen gleich. Die Spannung wird als EnergieUnterschied VOR und HINTER dem Bauteil gemessen (eigentlich die PotentialDifferenz). VOR&HINTER ist doch aber bei einer Parallelschaltung bei allen Bauteilen das gleiche! Die Spannung wird von der SpannungsQuelle bestimmt! Die Spannung auf den Bauteilen ist 'erwünscht' (und wird nicht 'geliefert'!), weil sie bei zu wenig Spannung nicht richtig laufen und bei zu viel Spannung schnell kaputt gehen.
Darf ich deien Antwort noch ein klein wenig ergänzen? Sofern die LEDs beide einen Flusstrom von 20 mA haben, wovon wir mal ausgehen, ist die Taktik mit der Reihenschaltung unglaublich viel besser!
Wir rechnen mal nach! links haben wir einen Widerstand vor der roten LED, da fallen 10 Volt bei 0,02 Ampere ab. das sind 0,2 Watt oder 200 Milliwatt an Verlustleistung!
Außerdem haben wir hier noch einen Widerstand vor der blauen LED, an dem 9 Volt abfallen, das wären dann 0,18 Watt oder 180 Milliwatt macht also 380 Milliwatt, die sinnlos verheizt werden.
vergleichen wir das mal mit der rechten Schaltung! hier fallen an einem Widerstand nur 7 Volt ab. mal 0,02 Ampre sind das 0,14 Watt, also 140 Milliwatt. das sind 240 Milliwaatt also rund ein viertel Watt weniger, als auf der linken Seite.
Klingt erst mal nicht viel, Aber wenn wir die Schaltung auf Batterie betreiben, verlängert der verringerte Strom die Lebensdauer der Batterie auf das Doppelte!
das wird nicht funktionieren, beide LED werden durchbrennen
Auch bei 4 V brennen beide durch, weil man LEDs nur mit Schutzwiderstand verwendet! Sie können bei der Betriebsspannung viel mehr Strom leiten, als sie selbst vertragen! Ohne Widerstand brennen sie meist sofort, bzw, sehr leicht durch, wenn man nicht gerade eine fast leere Batterie nimmt!
Nur wenn gleichzeitig die Stromstärke auf 20 mA oä begrenzt ist. Normal nimmt man etwas mehr UND einen Schutzwiderstand!
Also, ich habe 1,2 V LEDs, die ich problemlos an 1,2V Accus betreibe.
Könnte an allem möglichen liegen...Man kann auch Glück haben...
Ich kann eine 1,2 V LED nicht an 1,2 V betreiben?
Das Problem bei LEDs ist, dass diese bei extrem geringer Spannungsänderung schon eine hohe Stromänderung durchlaufen.. Diese haben keine lineare Widerstandskennlinie. Fertigungsbedingt schwanken die Werte auch. Ist eine LED sehr knapp in der Tolleranz am Grenzwert, können selbst bei genau 1,2V ein höherer If fließen, wie eig zulässig. Bei LEDs regelt man den Strom durch einen zusätzlichen Schutzwiderstand, um eben genau diesen Fall zu vermeiden. Es kann also passieren, dass eine LED auch bei 1,2V überlastet wird und wesentlich schneller kaputt geht. Ein zu hoher Strom bei LEDs ist der sichere Tod. Knapp unter dem zulässigen If hält sie ewig. Wenn Du Dir mal die STrom-Spannungs-Kenninien von LEDs anschaust, stellst Du schnell fest, dass ein Δ0,1V im Nennbereich schon einen großen Einfluss auf den fließenden Strom hat, teilweise fast eine Verdoppelung.
Danke für deinen ausführlichen Kommentar. Ich hatte (im Rahmen von Schülerexperimenten) LEDs an Labornetzteilen bzw NiCd Accus betrieben und dabei keine Probleme gehabt. Vielleicht hatte ich auch einfach nur Glück?
das Grundproblem (die eigentliche Frage), waren nicht 1,2V sondern 12 V
was einen Unterschied um den Faktor 10 ergibt
Bei meinen Kommentaren ging es darum, ob LEDs grundsätzlich mit Vorwiderstand betrieben werden müssen, auch wenn die Spannung auf deren Sollwert, in meinem Fall 1,2 V, abgestimmt sind. Das war mir neu, und da wollte ich nochmal Infos, die ich dann ja auch bekommen habe.
Mit fast leeren 1,5 V Rundzellen konnte ich auch schon mal rote und grüne LEDs betreiben. Die Nennspannung ist allerdings etwas höher, während die Betriebsspannung an alten Battys auch mal niedriger sein kann. Mit ganz frischen Battys hatte ich auch schon Pech und die gleichen LEDs sind durchgebrannt! Standard sind deshalb Schutz/Vorwiderstände!
Etwas wundert mit an Deinen 1,2 V: Theoretisch sollten optische LEDs eher ab 1,6 V ausgelegt sein, weil das auch der PhotonenEnergie von rotem Licht entspricht! Für 1,2 V sollten wenn eher IR-LEDs ausgelegt sein.
Aber wie gesagt...bei mir glimmen rote/grüne LEDs auch mal ab 1,2 V! Nur ausgelegt sind sie halt für mehr! DANN aber nur mit Widerstand.
Zwischen Plus und Minus hast du hier immer 12 Volt, so wie du das hier zeichnerst. das ist genau wie an der mehfachsteckerleiste. da hast du auch an jeder Steckdose 230 Volt.
Bei deiner Skizze würden über beide LED 12V abfallen
Du würdest an beiden LEDs 12V messen. Und die LEDs wären in einem Bruchteil einer Sekunde schrottreif, weil sie durchbrennen.
Danke für die ausführliche Antwort. Ja ich stehe gerade etwas auf dem Schlauch. Bei der Reihenschaltung stelle ich es mir so vor, dass jedes Bauteil (LED, Widerstand..) Energie benötigt. Und wenn sich jede LED hintereinander "anstellen" muss, kriegt zwar jede einen Anteil, aber wenn ich dann zwischen dem Minus der Batterie und dem Ende der LEDs in der Reihenschaltung messe, wir die Spannung immer größer je weiter ich in der Reihe gehe, weil ja jede Energie abgreift. Bei der Parallelschaltung verstehe ich das noch nicht ganz so gut. Dass sich I teilt kann ich nachvllziehen, aber warum misst man vor und nach den LEDs nicht 2V und 3V so wie in einer Reihenschaltung (mal angenommen die Batterie hätte 5V)?