Wissenswertes über LED's
hier mal was markenunabhängiges..
da ich auch privat immer wieder zu diesem Thema gefragt werde, hier mal paar grundlegende Antworten zum Thema LED
LED = light emitting diode (zu deutsch: Licht aussendende Diode)
bedingt durch die Halbleitertechnik besitzen LED' einen sehr hohen Wirkungsgrad
d.h. die Verlustwärme ist sehr gering und die Lichausbeute sehr groß bei
gleichzeitig geringer Stromaufnahme. Hinzu kommt eine dadurch bedingte sehr lange Lebensdauer.
Wer LED' verbauen will, muß sich zuerst mit der Technik vertraut machen..
Da es sich bei einer LED um eine Diode handelt, hat sie eine Sperr- und eine Durchlassrichtung, d.h. sie leuchtet nur bei richtiger Polung.
Die "normale" LED hat 2 Anschlüsse, die Anode (+) und die Kathode (-).
Um herauszufinden, welcher Anschluss welcher ist, nimmt man am besten ein Multimeter,
stellt es auf Durchgangsmessung (am Stellrad das Diodensymbol) und hält die Messpitzen an die Anschlüsse. Sobald das Multimeter 0000 anzeigt oder akustisch "Durchgang" meldet, hat man die Durchlassrichtung gefunden. Die rote Messpitze ist plus und die schwarze minus.
Desweiteren hat jede LED eine spezifische Anschlusspannung, im Regelfall ca. 3 Volt.
Desweiteren ist die Stromaufnahme der LED wichtig (im Regelfall 20mA). Schließt man die LED an eine zu hohe Spannung an, stirbt sie den Heldentot. Man muß also einen Vorwiderstand einbauen, der die Spannung "reduziert".
Berechnungsgrundlage ist folgende:
U1 = Netzspannung (beim Auto 12V) in Volt
U2 = spezifische Spannung der LED (wie o.g. 3V) in Volt
R1 = Gesamtwiderstand (LED + Vorwiderstand)
R2 = Widerstand der LED in Ohm
R3 = Vorwiderstand
I = Stromaufnahme der LED in Ampére
Zunächt wird der Widerstand der LED (als Beispiel) berechnet:
R2 = U2/I
= 3V/0,02A
R2 = 150 Ohm
Als nächstes kann man nun den Gesamtwiderstand berechnen:
R2/U2 = R1/U1
wenn man in Algebra aufgepaßt hat, folgt daraus:
R1 = R2/U2*U1
= 150 Ohm/3V*12
R1 = 600 Ohm
zieht man nun vom Gesamtwiderstand den Widerstand der LED ab, hat man den Vorwiderstand:
R3 = 450 Ohm
Hat man eine andere Eingangsspannung als die im Beispiel, trägt man entsprechend andere Werte ein.
Schaltet man nun mehrere LED' in Reihe, also hintereinander, so addieren sich die einzelnen Widerstände. Folglich würde sich R2 in der Berechnung vergrößern.
Bsp.:
4 LED's in Reihe bei 12V ergeben 4*150, also 600 Ohm, folglich der errechnete Gesamtwiderstand und ein Vorwiderstand wäre hiermit hinfällig.
Damit soll's erstma gut sein. In nem standalone-thread, wo fängt man an, wo hört man auf..
Ich stopfe trotzdem weitere Wissenslücken, wer noch Fragen hat, einfach posten oder per pn melden..
Gruß Marcel
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15 Antworten
Re: Wissenswertes über LED's
Zitat:
Original geschrieben von Marcel_Opel
Zunächt wird der Widerstand der LED (als Beispiel) berechnet:
R2 = U2/I
= 3V/0,02A
R2 = 150 Ohm
Als nächstes kann man nun den Gesamtwiderstand berechnen:
R2/U2 = R1/U1
wenn man in Algebra aufgepaßt hat, folgt daraus:
R1 = R2/U2*U1
= 150 Ohm/3V*12
R1 = 600 Ohm
zieht man nun vom Gesamtwiderstand den Widerstand der LED ab, hat man den Vorwiderstand:
R3 = 450 Ohm
Geht auch anders.
Uv = Uq - Uk
Uv = 12V - 3V
Uv = 9V
Edit: Hoppala, so ists richtig rum.
R = U / I
R = 9V / 0,02A
R = 450Ohm
;)
Ansonsten gut erklärt.
Gruß
Ercan
tja dazu sag ich mal sehr gut und appeliere an Marc das ganze in die FAQ's aufzunehmen
"Schaltet man nun mehrere LED' in Reihe, also hintereinander, so addieren sich die einzelnen Widerstände. Folglich würde sich R2 in der Berechnung vergrößern.
Bsp.:
4 LED's in Reihe bei 12V ergeben 4*150, also 600 Ohm, folglich der errechnete Gesamtwiderstand und ein Vorwiderstand wäre hiermit hinfällig."
Das mit dem hinfälligen Vorwiderstand ist leider nicht ganz richtig, da es hierbei nicht nur um die zu hohe Spannung geht. Wenn einen LED (Diode) durchschaltet (Durchlassspannung erreicht) entspricht sie im Grunde einer Brücke (Verbindung von 0 Ohm Widerstand) und daher würde sie einen beliebig hohen Strom ziehen und sich selbst zerstören. Durch diesen Effekt geht sie zwar nicht sofort kaputt aber die Lebensdauer verkürzt sich trotzdem um einiges. Da dieser Effekt bei jedem Halbleiterbauelement auftritt ist immer ein Vorwiderstand erforderlich, der die Stromaufnahme begrenzt!
MfG
Paskal
Ich will echt nich klugscheißen... aber kann ein Widerstand die Leistung begranzen? Wenn die LED wirklich immer mehr Leistung ziehen würde, dann würde der widerstand doch irgendwann einfach nur durchbrennen?! Ich meine das widerstande doch die spannung nur niedrig halten können! Wenn du es aber hundert prozentig besser weißt, dann nehme ich die lektion gerne an! :D
Aaalso, da möchte ich als E-Technik-Student auch was sagen:
die Rechenmethode von Ercan ist super, die von Marcel möchte ich nicht empfehlen. Mir stellen sich die Haare auf wenn ich vom Widerstand einer LED (eines Halbleiters) lese.
@Paskal:
deine Ausführung verstehe ich nicht ganz, meinst du wenn die Diode durchbricht und einen Kurzschlus bildet? Dann ist sie natürlich tot, und reißt damit die anderen auch mit (mehr Spannungsabfall an den anderen LEDs -> höherer Strom -> auch tot).
Im normalen Betrieb ist eine LED kein Kurzschluss, denn am Kurzschluss ist kein Spannungsabfall und somit auch kein Licht.
@hansol:
LED und Vorwiderstand bilden einen Spannungsteiler, d.h. die Spanung die am Widerstand abfällt, steht der LED nicht zur Verfügung (siehe Ercans erste Gleichung). Würde nun der Strom durch die LED ansteigen wollen (der gleiche Strom fließt auch durch den Vorwiderstand; Reihenschaltung), steigt auch der Spannungsabfall am Widerstand (R=U/I), und die LED hätte noch weniger Spannung. Und durch die Spannung-Strom-Kennlinie der LED muss der Strom dan auch niedriger sein -> regelt sich selbst :D
jetzt mal langsam mit den jungen Pferden..
Diode is nicht gleich LED..
In einer LED wird Energie umgewandelt, und zwar in Licht.
Energieumwandlung geht immer mit Stromaufnahme einher, die auf einen Widerstand schließen läßt, wenn es auch kein Ohm'scher Widerstand is. Eine LED kann kein 0 OHM Widerstand sein, wäre dann immer ein Kurzschluß und würde auch nicht leuchten können.
Meine Rechnung basiert auf Nennbetrieb, also bei Nennspannung der LED. Wäre meine Rechnung FALSCH, wär's das Ergebnis auch..viele Wege führen nach Rom..
Gruß, Marcel
Guden.
Ich hätte da mal ne Frage an die LED-Profi`s.
Kann ich diese Teile einfach als Blinkerbirnen einsetzen,oder gibts da irgendwelche Probleme?
Gruß und Dank Kümmel1.
Zitat:
Original geschrieben von Marcel_Opel
Meine Rechnung basiert auf Nennbetrieb, also bei Nennspannung der LED. Wäre meine Rechnung FALSCH, wär's das Ergebnis auch..viele Wege führen nach Rom..
Ist das auf mich bezogen? Ich habe nirgendwo geschrieben das die Rechung falsch wäre. Geht halt auch mit einer wesentlich einfacheren Formel.
R = Uq - Uk / I
R = 12V - 3V / 0,02A
R = 450Ohm
Gruß
Ercan
Zitat:
Original geschrieben von C20NE-Cruiser
Ist das auf mich bezogen? Ich habe nirgendwo geschrieben das die Rechung falsch wäre. Geht halt auch mit einer wesentlich einfacheren Formel.
R = Uq - Uk / I
R = 12V - 3V / 0,02A
R = 450Ohm
Gruß
Ercan
Jawoll ercan finde es persönlich mit dem Ohmischen gesetzt auch leichter:) DAnke!
Zitat:
Original geschrieben von kümmel1
Guden.
Ich hätte da mal ne Frage an die LED-Profi`s.
Kann ich diese Teile einfach als Blinkerbirnen einsetzen,oder gibts da irgendwelche Probleme?
Gruß und Dank Kümmel1.
technisch überhaupt nicht, aber rechtlich: "...Nicht im Bereich der StVO / StVZO zugelassen!"
darauf wurde aber im angebot auch drauf hingewiesen ;)
gruß, heiko
Mahlzeit.
Der STVZO-Kram ist erstmal zweitens,hauptsache das funzt ohne Probleme.
Ich danke Dir.
Gruß Kümmel1.
@ ercan
war nich auf Dich bezogen, ich sagte ja: viele Wege führen nach Rom..
wollte damit nur sagen, daß sich die Gleichung R=U/I auf einen ohm'schen Widerstand bezieht und eine LED keiner ist.
Im Nennbetrieb ist das aber vernachlässigbar..wie gesagt, wäre die Rechnung falsch, wär's das Ergebnis auch..isses aber nich!
Genauestens auf die Halbleitertechnik einzugehen, würde auch den Rahmen sprengen (a little off topic..)
Es ging mir um die Veranschaulichung der Logik und einen möglichen Ansatz einer Rechnung, auch wenn's nur die halbe Wahrheit is..(merkt aber auch nur'n E-Technik-Student..*grins*)
Gruß, Marcel
@Stan23: Na dann mehme ich die Belehrung an :D