Aufgaben zu LED's?
Hallo Community,
Wir müssen in der Schule ein Arbeitsblatt zu dem Thema Dioden bearbeiten. Unter anderem z.B. " berechnen Sie andhand der LED-Kennlinie (habe ich hier liegen) den minimalen Vorwiderstand für eine rote, grüne und blaue LED, wenn die max. Leistung der LED 20mW ist und die Gesammtspannung 6V beträgt." Müsste ich dafür aber keine vorgabe der Stromstärke bzw. Spannung die über die LEB abfällt u.s.w. wissen?
Ich komme mit dem ganzen Blatt nicht so richtig klar, ein paar Denkanstöße wären sehr Nett, ich brauche keine Lösungen sondern eher die Rechenwege. Es stehen schon ein paar Versuche von mir drauf, lasst euch davon einfach nicht verwirren. Vielen Dank schonmal! (Arbeitsblatt ist als Bild hinzugefügt)
4 Antworten
> Müsste ich dafür aber keine vorgabe der Stromstärke bzw. Spannung die über die LEB abfällt u.s.w. wissen?
Ich dachte, Du hast die Kennlinie vorliegen? Daraus kannst Du den bei 20 mW zu erwartenden Strom und Spannung entnehmen. In ein U/I-Diagramm kannst Du beispielsweise die Hyperbel einzeichnen, die U * I = 20 mW entspricht. Diese schneidet die Kennlinie am gewünschten Punkt.
Den Vorwiderstand musst Du dann so auslegen, dass beim gewünschten Strom die "überflüssige" Spannung an ihm abfällt.
Eine LED ohne Vorwiderstand an eine Spannungsquelle anzuschließen, ist eine ganz schlechte Idee. Angenommen, eine LED habe laut Datenblatt bei 20 mA "typisch" 3 V Spannungsabfall.
Aus diversen Gründen (Exemplarstreuung, Erwärmung) kann es jetzt aber sein, dass Deine LED bei 20 mA nur 2,9 V benötigt. Und da bei Dioden die Kennlinie sehr steil verläuft, führen die weiterhin anliegenden 3,0 V zu einem Strom von etwa 40 mA, was zum alsbaldigen Ende der LED führt.
Gesamtspannung minus Betriebsspannung LED, die restliche Spannung muß am Vorwiderstand abfallen. Beispiel 6V - 2V (aus Typenblatt) = 4V. Der Betriebsstrom der LED 0,020A/20mA (steht auch im Typenblatt). Da es sich um eine Reihenschaltung handelt fließt der Strom sowohl durch den Vorwiderstand als auch durch die LED. R = U/I 4V/0,02 = 200 Ohm. 2V und 20mA funktionieren mit allen Standard LED, nur sind sie vielleicht nicht so hell wie sie sein könnten. Mit mehr Spannung und Strom werden sie heller bzw. haben sie mehr Leistung.
da stehen doch die daten. du msst den strom über den vorwiderstand begrenzen und dabei die flusspannung in die kette mit einbeziehen...
bei einer spannung von 6 volt und einer angenommenen LED Spannung von sagen wir mal 3 volt mit einem angenommenen strom von 50 mA also 0,05 A sähe das ganze so aus...
du ziehst die 3 volt von deinen 6 ab. dann musst du die verbleibgenden 3 volt einfach durch den strom von 0,05 Ampere teilen, so kommst du auf einen benötigten vorwiderstand von 60 Ohm. bedenke aber bitte, dass das für EINE LED zählt. wenn du eine zweite parallel dran hängen wolltest, müsstest du einen 30 ohm Widerstand nehmen (3 V / 0,1 A) also 2 x 0,05 A....
in der praxis ist das aber sehr unbefriedigend, da immer die chance besteht, dass die LEDs leicht ungleichmässig arbeiten, dann würde sich eine zu viel strom genehmigen, duchbrennen und dann die andere mit dem ganzen strom alleine lassen...
in dem fall ist es besser, man schaltet so viele LEDs in eine kette wie bei der versorgungsspannung irgend geht, hier wären es 2 x 3 also gleich genau 6 volt. theooretisch brauchts da keinen vorwiderstand, in der praxiis macht man aber dann schon mal ein paar ohm rein, um sicher zu gehen, dass die LEDs nicht zu viel abbekommen..
lg, anna
Die Spannung an der LED liest man im U-I-Kennlinienfeld ab. Es handelt sich dabei um die Flussspannung.
Dazu verlängert man den steil ansteigenden Kennlinienbereich geradlinig bis zur U-Achse.
Der Schnittpunkt zeigt die Flussspannung an.
Die Stromstärke berechnet man anschließend aus der maximalen Leistung P und der Flussspannung U:
I = P / U
Gruß, H.