LED diode mit wechselstrom?
Hallo zusammen. Ich möchte für ein Schulprojekt einen 3-Phasen Generator bauen und möchte eine LED diode dort dran befestigen um zu zeigen, dass Strom erzeugt wird. Kann man mit dem Wechselstrom solche betreiben? Ich kenn mich nicht so gut mit elektrizität aus.
9 Antworten
Da die anderen Antworten mich hier nicht so überzeugen mein Senf dazu.
Prinzipiell ist die Antwort ja der Teufel steckt aber im Detail.
Es hängt davon ab von welcher Spannung wir hier reden.
Bei 5V reicht ein Vorwiderstand, als Sicherheit würde ich der LED noch eine Siliziumdiode in Serie spendieren, da die Sperrspannung bei LEDs nicht sonderlich hoch ist. In diesem Fall flackert die LED mit der Frequenz deiner Wechselspannung, willst du das nicht dann Brückengleichrichter und Kondensator dazu.
Bei 50V oder mehr wird der Vorwiderstand vermutlich bereits zu viel Verlustleistung abführen hier kann man einen Kondensator als Vorwiderstand verwenden, die Schaltung ist dann aber potentiell Lebensgefährlich.
Wenn die Spannung extrem schwankt kommt man eventuell nicht um eine gesonderte Strombregrenzung herum. Hier gibt es sogenannte Konstantstromdioden die hier helfen können.
Zur Berechnung des Vorwiderstandes ist zudem die Farbe der LED (Flussspannung) gegebenenfalls relevant, außer man geht auf Nummer sicher, was für eine reine Anzeige aber sogar der bessere Weg ist.
Wenn du mit dem 3-Phasengenerator etwas mehr zeigen willst, nimm für jede Phase zwei LEDs in rot und grün antiparallell und einen kleinen Vorwiderstand. Es gibt auch Duo-LEDs, die schon so verdrahtet sind.
Wenn du den Generator langsam drehst, sieht man dann, wie es abwechselnd rot und grün leuchtet. Und auch die Phasenverschiebungen.
Nein, nicht direkt. LEDs sind Gleichstrom-Bauteile und können durch Wechselstrom (AC) beschädigt werden, wenn man sie direkt anschließt.
LEDs (Leuchtdioden) lassen den Strom nur in eine Richtung fließen. Wird eine LED mit Wechselstrom betrieben, dann wechselt die Stromrichtung ständig (bei 50 Hz z. B. 100 Mal pro Sekunde). In der negativen Halbwelle wird die LED in Sperrrichtung betrieben, was zu Schäden führen kann – vor allem bei höheren Spannungen.
Gefahren: Ohne Schutzschaltung kann die LED bei Wechselstrom blinken, flackern oder kaputtgehen.
Gleichrichter verwenden:
Mit Dioden oder einem Brückengleichrichter kannst du den Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln.
Danach kann man z. B. mit einem Widerstand oder Spannungsregler die Spannung anpassen und die LED sicher betreiben.
Vorwiderstand nicht vergessen:
LEDs brauchen einen Strombegrenzungswiderstand, sonst verbrennen sie durch zu hohen Strom.
Alternative Idee (für die Demo):
Verwende eine kleine Gleichstrom-LED-Leuchte, die durch eine einfache Schaltung mit dem Generator „aufleuchtet“, ohne dass du die LED direkt an den Wechselstrom hängst.
Ja, man kann eine LED mit Wechselstrom + Vorwiderstand betreiben.
Aber: Es ist elektrisch nicht sauber oder sicher – und optisch sichtbar instabil.
Für ein Schulprojekt würde ich immer mindestens eine Schutzdiode oder einen Brückengleichrichter empfehlen.
Ich habe schon normale 5mm LED an 230V betrieben. Das geht problemlos mit ausreichend Vorwiderstand.
Ja, es ist möglich – aber nicht sicher. Und definitiv nichts für Anfänger oder Schülerexperimente ohne Fachkenntnis.
Empfehlung für Schulprojekt:Lieber ein paar Volt Wechselstrom von einem kleinen Trafosystem oder Modellgenerator nehmen.
Und dann:
Brückengleichrichter + Widerstand → LED sicher betreiben.
Oder zumindest: Schutzdiode antiparallel + Widerstand, wenn du Flackern zeigen willst.
Okay, Danke! Aber eine Frage habe ich noch: kann man einfach nur einen wiederstand einbauen und die Diode einfach flackern lassen?
Rein theoretisch: Ja, aber nur bei sehr niedriger Spannung und auf eigene Gefahr.
In der Praxis ist das nicht zu empfehlen, weil:
Warum es problematisch ist:LEDs sind keine Wechselstrom-Bauteile:
Sie sperren in eine Richtung und leiten in der anderen – bei 50 Hz Netzfrequenz bedeutet das: sie flackert 50 Mal pro Sekunde (nur jede zweite Halbwelle wird genutzt).
Ohne Schutz kann sie in der Sperrrichtung durchschlagen (Zerstörung der LED).
Spannungsschäden:
Wenn dein Generator eine zu hohe Spannung liefert (z. B. über 5 V), reicht ein Widerstand nicht aus, um die LED zu schützen.
Flickern wirkt billig oder defekt:
Das "Flackern" ist nicht gleichmäßig und könnte bei Betrachtern eher den Eindruck eines Fehlers oder Wackelkontakts machen – nicht ideal für ein Schulprojekt.
Besserer Vorschlag (einfach & sicher):Nur eine Diode + Widerstand:
Baue eine normale Sperrdiode (z. B. 1N4007) in Reihe zur LED ein. Diese lässt nur eine Halbwelle durch.
Dann noch ein passender Vorwiderstand dazu – fertig.
Ergebnis: LED leuchtet flackernd (25 Hz), ist aber geschützt.
Alternativvorschlag:
Wenn die Schule ein Mehrkanaloszilloskop besitzt, kannst Du die erzeugten Spannungen der drei Phasen direkt mit ihrem zeitlichen Versatz visualisieren.
meine schule hat sowas leider nicht, aber danke für den Vorschlag.
Klar geht das, aber dafür brauchst du 12 Dioden und einen Kondensator für einen simplen Gleichrichter.
6 Gleichrichterdioden reichen, wenn die drei Wicklungen einen gemeinsamen Punkt bekommen.
Okay warum nicht? Natürlich muss die Spannung auch passen.
wie willst du die 12 Dioden zusammenschalten?
In reihe ?
Dann muss der Generator schon z.b. 12 x 1,4 V 17V liefern, damit überhaupt ein Strom fließen kann.
Parallel?
LED's haben auch geringfügige Abweichungen der Flussspannung.
Die mit der niedrigsten Spannung wird leuchten, andere nicht (sieht man noch bei Verkehrsampeln, bei denen man Widerstände sparen wollte, die flackern oder haben dunkle Stellen)
Den Kondensator kann man sparen. Bei einer Wechselspannung von 50Hz wird man an einer LED nicht erkennen, dass sie bei der anderen Halbwelle gar nicht leuchtet. Unser Auge ist dafür zu träge.
Bei niedrigerer Frequenz kann man darüber nachdenken.
Ich glaube, damit sind Gleichrichterdioden gemeint, nicht LEDs. Da reichen aber 6 für volle Leistung oder 3 für Halbwellen.
Gleichrichter? Auch dafür reicht eine Diode oder aber 4 in Brückenschaltung (Graezbrücke).
Es geht hier um einen 3-Phasen Generator, nicht um einfachen Wechselstrom.
Ganz gefährliches Halbwissen. Wenn die LED sperrt, dann fließt kein Strom und kann auch nicht zerstört werden. Ein einfacher Vorwiderstand reicht, damit die nicht zerstört wird. Dann barauht man aber keinen Spannungsregler. Die Spannung ist der LED ziemlich egal. Die fallen, je nach LED, nur 1-2V ab. Wichtig ist den Strom zu begrenzen. Und das macht der Widerstand.
Bei 50Hz Flackert die LED zwar. Aber das sieht man nicht, da das Auge nur etwa 20 Bilder pro Sekunde erkennen kann. Daher ist beim Fernsehen die Bildwiederholfrequenz 25Hz, damit man flüssige Bewegungen sieht.
Also einen Gleichrichter braucht man nicht, da die LED selbst ja schon eine Diode ist und nur die Spannung für sich selber gleichrichtet und der Strom in die Gegenrichtung ignoriert.