Physik Vorwiderstand Berechnung?
Hey hey Leute,
ich habe mir in unserem Physik Buch einige Aufgaben zum Vorwiderstand angeguckt, da wir morgen einen Test schreiben und habe bemerkt dass ich bei dieser Aufgabe Schwierigkeiten habe. Könnte mir jemand den Rechenweg sagen und ggf. erklären? Vielen Dank!!
Aufgabe:
Eine Leuchtdiode mit einem Widerstand von 80ohm soll an einer 9V Batterie betrieben werden. Die Stromstärke darf jedoch höchstens 0,02A betragen. Berechne den Vorwiderstand.
3 Antworten
Du hast schon 450 Ohm ausgerechnet, damit liegst Du richtig und bist auf der sicheren Seite. Der Strom liegt sicher unter 20 mA.
Die Angabe von 80 Ohm Widerstand ist grober Unfug. Das Ohmsche Gesetz gilt für LEDs nicht, nicht einmal annähernd.
Eine passende Größe für die LED ist deren Flussspannung. (typisch 2 bis 3 Volt)
Wenn die bekannt ist, kann man sie von den 9 V subtrahieren und durch die 20 mA teilen.
Ja, es ist schon schade, wenn Aufgaben aus dem Physikbuch so völlig an der Realität vorbei gehen.
In dieser Aufgabe wird angenommen, dass die LED einen festen Widerstandswert hat. In dem Fall behandelst du es wie einen Spannungsteiler (Reihenschaltung aus Widerständen).
Tatsächlich aber funktioniert die Berechnung eines Vorwiderstandes so nicht. Die LED ist kein ohmscher Widerstand. Um den Vorwiderstand einer LED berechnen zu können benötigst du die Daten der LED die du im Datenblatt der jeweiligen LED findest.
Du benötigst den minimalen Strom der durch eine LED fließen muss, damit dieser überhaupt leuchtet und den maximalen Strom, der durch die LED fließen kann bevor sie durch den zu hohen Stromfluss zerstört wird.
Dann berechnest du aus minimalwert und maximalwert des Stroms den Mittelwert der genau dazwischen liegt. Daraus wird dann der Widerstandswert ermittelt. Die Spannung der LED ist bekannt, der Strom der durch sie fließen kann ist bekannt.
Die restliche Spannung fällt also am Widerstand ab und der Strom ist ja durch LED und Vorwiderstand gleich groß. Nun kannst du mit Hilfe des ohmschen Gesetz den Widerstandswert berechnen.
Jetzt muss noch der richtige Widerstand aus z.b. der E12er Reihe ausgewählt werden. Lieber einen etwas größeren als einen etwas kleineren Widerstand wählen.
Die Widerstände weißen zudem Tolleranzen auf z.b. 5% das heißt der Widerstandswert kann um +-5% schwanken.
Also musst du noch 2 Berechnungen durchführen in denen du die Toleranzen berücksichtigst um zu gewährleisten, dass du weder den maximalen Strom überschreitest noch den minimalen Strom unterschreitest.
Nun hättest du den passenden Vorwiderstand für eine bestimmte LED berechnet und kannst diesen dann auch so in der Praxis nutzen. Die Rechnung aus deiner Physik Aufgabe ist jedoch so ohne weiteres nicht anwendbar und ist nicht praxistauglich.
U = R*I
U und I sind gegeben, R kannst du ausrechnen.
Wenn ich R ausrechne kommt dort 450ohm raus, wäre das die richtige Lösung?