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Widerstand begrenzt Strom, Spannung oder beides vor Led? Suche nach: widerstand (25703) strom (35595) spannung (45640) led (32650) |
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BID = 917562
nick10 Gerade angekommen
Beiträge: 5
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Nabend,
ich habe im Netzt wirklich mal nichts gefunden, was speziell meine Frage beantwortet. Ich hoffe hier kann mir das einer simpel erklären.
So ich hab einfach gesagt eine Led mit 3V Betriebsspannung und 0,01A max Betriebsstrom.
Spannungsquelle sind 2 Batterien in Reihe mit je 1,5V also zusammen 3V.
Soweit so gut nun muss ich durch einen vorgeschalteten Widerstand vor der Led den Strom begrenzen.
Dabei rechne ich zunächst R=U/I also 3V/0,01A -> R=300Ohm
Dabei verstehe ich nicht ob dazu an der Led noch Spannung abfällt, wodurch die Betriebsspannung nicht erreicht wird?!
Noch eine Frage währe wie sich das verhält, wenn ich eine 6V Quelle hätte, dann müsste der Widerstand ja auch 3V verpuffen lassen?
Warum lässt er also an einer 3V Quelle nicht direkt diese verpuffen?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: nick10 am 14 Feb 2014 20:31 ] |
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BID = 917563
Mr.Ed Moderator
      
Beiträge: 36279 Wohnort: Recklinghausen
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Die Widerstände bestimmen den Strom, die Spannung bestimmt die LED, abhängig vom Strom.
2 Batterien sind daher zu wenig für deine LED, zumal die Spannung ja bei Entladung sinkt.
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-=MR.ED=-
Anfragen bitte ins Forum, nicht per PM, Mail ICQ o.ä. So haben alle was davon und alle können helfen. Entsprechende Anfragen werden ignoriert.
Für Schäden und Folgeschäden an Geräten und/oder Personen übernehme ich keine Haftung.
Die Sicherheits- sowie die VDE Vorschriften sind zu beachten, im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen. |
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BID = 917564
nick10 Gerade angekommen
Beiträge: 5
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Also würde die Led bei einer zb. 6V Quelle und 600Ohm Widerstand, den dadurch gegebenen Strom von 10mA aufnehmen aber nur 3V von 6 benutzen?
Irgendwo müssen die restlichen 3V doch abfallen oder nicht?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: nick10 am 14 Feb 2014 20:49 ]
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BID = 917565
Mr.Ed Moderator
      
Beiträge: 36279 Wohnort: Recklinghausen
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Nein. Lese dir doch mal die LED-FAQ durch. Du hast in deiner Rechnung die LED unterschlagen.
https://forum.electronicwerkstatt.de/phpBB/faq/led/
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mr.Ed am 14 Feb 2014 20:46 ]
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BID = 917570
nick10 Gerade angekommen
Beiträge: 5
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Ok gut,
das hier "Den Vorwiderstand für n LEDs berechnet man mit dieser Formel:
RWiderstand = (UV - n*UF) / IF " kenn ich.
Vllt ist es auch genau das was ich gerade nicht verstehe...
Bei der 3V Quelle wird der Strom durch den Widerstand begrenzt , ok.
Aber bei der 6 V Quelle (also ma fix gesagt 6V-3V) bleiben ja irgendwie 3V über wohin gehen die?
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BID = 917587
Mr.Ed Moderator
      
Beiträge: 36279 Wohnort: Recklinghausen
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Ein Teil fällt an der LED ab, der genaue Wert hängt vom Strom, vom Material und somit der Farbe, der Temperatur und der Serienstreuung ab und ist den Datenblättern zu entnehmen. Der Rest fällt am Widerstand ab und verwandelt sich in Wärme.
_________________
-=MR.ED=-
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BID = 917593
Offroad GTI Urgestein
     
Beiträge: 12783 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| RWiderstand = (UV - n*UF) / IF " kenn ich. |
Mag sein, dass du die Formel kennst, verstanden hast du sie aber offensichtlich nicht. Sonst würdest du bei 3V Betriebsspannung und 3V Flussspannung der Diode nicht mit 3V für den Widerstand rechnen (und genausowenig mit 6V bei 6V Betriebsspannung).
Und diese Rechnung:
Zitat :
| Dabei rechne ich zunächst R=U/I also 3V/0,01A -> R=300Ohm |
stimmt zwar für 6V Betriebsspannung, ist sonst aber unsinnig.
Denn "zunächst" berechnet man dabei so gar nichts.
Edit: Um mal auf deine Frage im Betreff einzugehen. Ein Widerstand begrenzt immer Strom UND Spannung, sonst wäre es ja kein Widerstand
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 14 Feb 2014 23:24 ]
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BID = 917595
powersupply Schreibmaschine
    
Beiträge: 2921 Wohnort: Schwobaländle
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Zitat :
nick10 hat am 14 Feb 2014 21:04 geschrieben :
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Vllt ist es auch genau das was ich gerade nicht verstehe...
Bei der 3V Quelle wird der Strom durch den Widerstand begrenzt , ok.
Aber bei der 6 V Quelle (also ma fix gesagt 6V-3V) bleiben ja irgendwie 3V über wohin gehen die?
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Ich versuchs mal mit einer etwas einfacheren Beschreibung und nur einer LED.
Prämissen:
1. Du hast für die LED einen Spannungsabfall von 3V bei 10mA angegeben.
2. Du hast eine Batteriespannung von 6,4V vei vollen und etwa 4V bei leeren Batterien.
Wenn Du nun die LED mit 10mA bestromst sind die 3V die an der LED abfallen für den Widerstand als nicht mehr vorhanden anzusehen. Daher musst Du den Widerstand für die noch vorhandene Spannung bei gewünschtem Strom berechnen. Mach das mal für volle und für leere Batterien bei gleichem Widerstand, wobei Du bei leeren Batterien für die LED dann eher nur 2,8V abziehen musst.
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powersupply
Es gibt 10 Arten von Menschen. Solche die Binärtechnik verstehen und die anderen.
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BID = 917598
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Bei der 3V Quelle wird der Strom durch den Widerstand begrenzt , ok.
Aber bei der 6 V Quelle (also ma fix gesagt 6V-3V) bleiben ja irgendwie 3V über wohin gehen die? |
Die ergeben einen zuätzlichen Spannungsabfall am Vorwiderstand. Der Strom steigt dadurch gemäß dem ohmschen Gesetz.
Zitat :
| Formel:
RWiderstand = (UV - n*UF) / IF " kenn ich. |
Gut!
U f kann man meist als unabhängig vom Strom ansehen, sie ändert sich nur ganz wenig, aber sie hängt von der Art der LED ab.
Wenn n*U f größer wird als U v, müsste R negative Werte annehmen.
In der Praxis bedeutet das, daß überhaupt kein Strom fliesst und nichts leuchtet, weil U v zu gering ist.
U v muß also mindestens den Wert n*U f haben, sonst tut sich nichts. *)
Beim Strom schenke ich mir mal das "F",denn er ist überall in der Schaltung gleich groß, und der Widerstand braucht auch nicht besonders kenntlich gemacht zu werde, denn es gibt ja nur diesen einen.
Also: R = (U v - n*U f) / I
Wenn du nun beide Seiten der Gleichung mit I multiplizierst, erhältst du gemäß dem ohmschen Gesetz den Spannungsabfall U r=R*I am Vorwiderstand:
I*R = U v - n*U f bzw. U r = U v -n*U f.
Das kann man noch etwas umsortieren zu:
U v = U r +n*U f
Das ist nicht weiter überraschend, sagt es doch nur aus, dass die Summe aus Flußspannung und dem Spannungsabfall am Widerstand gleich der Versorgungsspannung ist.
...und U f ist, wie gesagt, annähernd konstant.
P.S.:
Streng genommen gilt n*U f nur, wenn alle LEDs gleich sind.
Das muß aber nicht sein, sondern es können ohne weiteres auch verschiedenfarbige LED hintereinandergeschaltet werden.
Dann heisst die obige Gleichung eben:
R = (U v - U f1 -U f2 -U f3 ... -U fn) / I
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 15 Feb 2014 3:56 ]
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BID = 917599
nick10 Gerade angekommen
Beiträge: 5
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Vielen dank schonmal,
powersupply schrieb: Wenn Du nun die LED mit 10mA bestromst sind die 3V die an der LED abfallen für den Widerstand als nicht mehr vorhanden anzusehen. Daher musst Du den Widerstand für die noch vorhandene Spannung bei gewünschtem Strom berechnen.
Das find ich sinnig, dass am Widerstand die restliche Spannung in der Reihenschaltung abfällt.
Aber wie ist es denn nun bei der 3V Quelle, da muss ja außer an der Led nirgends Spannung abfallen. Mit welchem Spannungswert rechne ich hier denn nun um den Strom zu begrenzen?
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BID = 917601
Offroad GTI Urgestein
     
Beiträge: 12783 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| Mit welchem Spannungswert rechne ich hier denn nun um den Strom zu begrenzen? |
Mit keinem, da du (idealisiert) keine Spannung mehr übrig hast. Da die LED aber keine Kennline mit unendlich steilem Anstieg hat, leuchtet sie auch schon bei <3V. Du könntest also bspw. mit 2,8V und 5mA rechnen (Im Datenblatt findest du ja die Kennlinie)...
...es wäre aber wenig sinnvoll.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 917602
2N3055 Schreibmaschine
    
Beiträge: 1383 Wohnort: Sulzbach (Ts.)
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Das ist die chinesische Variante (die aus China importierten Billigtaschenlampen haben auch meistens keinen Vorwiderstand eingabaut).
Auch Deine Batterie hat einen Innenwiderstand, er bestimmt, welchen maximalen Strom Du aus der Batterie holen kannst.
Bei kleinen Batterien (Knopfzellen) ist er oft so hoch, daß der durch eine LED fließende Strom so ungefähr hinkommt, aber nimmst Du z. B. eine Starter(Auto)- oder Gabelstaplerbatterie, die bekanntlich einen kleinen Innenwiderstand haben, siehst Du die LED bestenfalls kurz blitzen.
Bei in Reihe geschalteten Verbrauchern (LED, Innenwiderstand, Vorwiderstand) fallen jeweils Teilspannungen ab, deren Summe der versorgungsspannung entspricht.
Nur ist eine LED kein ohmscher Widerstand, sondern ein nichtlinearer Widerstand, d. h. an ihr fällt (fast) konstant eine gewisse Spannung ab, in Deinem fiktiven Fall 3 Volt.
Den Rest (bis zur Versorgungsspannung, z. B. 12 V - 3 V = 9 V) mußt Du an einem Vorwiderstand abfallen lassen.
Diesen dimensionierst Du mit Hilfe von Herrn Ohm, daß die abfallende Spannung und der gewünschte Strom erreicht werden (in meinem Beispiel also R = 9 V / 0,01 A = 900 Ohm).
Ich habe jetzt bewußt eine andere Spannung als Du verwendet, um die Verwechslungsgefahr 3 Volt-Batterie oder 3 V Spannungsabfall bei 6 V-Batterie zu verringern.
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Wo kommt nur dieses "eingeschalten" her, aus Neufünfland?
Entweder "einschalt en" oder "ein geschalte t"!
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BID = 917603
felina Gelegenheitsposter
 
Beiträge: 70 Wohnort: Hilden
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Zitat :
| Aber wie ist es denn nun bei der 3V Quelle, da muss ja außer an der Led nirgends Spannung abfallen. Mit welchem Spannungswert rechne ich hier denn nun um den Strom zu begrenzen? |
Du musst dir eines merken:
Wenn du mit einem Widerstand den Strom begrenzen willst, dann ist es UNVERMEIDLICH, dass an diesem Widerstand auch eine gewisse Spannung abfällt bzw "verloren geht".
Das ohmsche Gesetz sagt für den Widerstand allein betrachtet:
Strom durch widerstand I * Widersdtandswert R = Spannungs"verlust" am Widerstand U
Ur= I * R - Das hatte perl doch schon hergeleitet.
Und wenn du jetzt daher kommst und sagst;
Okay ich will aber nicht, dass am Widerstand Spannung verloren geht (Ur=0), weil meine LED Spannung gleich der Versprgungsspannung ist, dann gilt diese Gleichung weiterhin.
Aber es folgt für den Widerstand
Ur = R*I = 0 (!!!)
Und das gilt wenn entweder I = 0 ist (damit ist aber auch der Strom durch die LED 0 - damit Humbug) oder R =0 - dann ist dein Widerstand aber kein Widerstand sondern eine "Drahtbrücke".
Schlussfolgerung: (rahme sie und hänge sie an die Wand)
ES IST UNMÖGLICH DEN STROM EINER LED MIT EINEM WIDERSTAND ZU BEGRENZEN, WENN DIE VERSORGUNGSSPANNUNG DER SCHALTUNG GLEICH DER LED SPANNUNG IST.
@offroadGTi
netter versuch aber das verwirrt ja jetzt noch mehr.
Eben hatte perl noch gesagt, dass man die Veränderung der Flusspannung über den Strom vernachlässigen möge.
Jetzt kommst du mit Kennlinien.
Darum verstehen die Leute auch nur Bahnhof.
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BID = 917604
nick10 Gerade angekommen
Beiträge: 5
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Ok, ich werd mir dann einfach eine andere Spannungsquelle suchen, mit der ich auch rechnen kann
ich danke euch
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BID = 917608
der mit den kurzen Armen Urgestein
     
Beiträge: 17434
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Schon der alte Ohm hat den Zusammenhang von Spannung U, Strom I und Widerstand R in dem nach ihm benannten Gesetz dargelegt.
R=U:I
Daraus folgt, das hervorgerufen durch einen Strom an einem Widerstand auch eine Spannung abfallen muss. Bei der Led benutzt man den Vorwiderstand zur Strombegrenzung.
Die Flussspannung der Led ist relativ gesehen als konstant anzusehen. Die LED ist wie jede Diode aber kein ohmscher Verbraucher. (Das Verhältnis aus Spannung : Strom ist nicht konstant)
Oder anders gesagt der Widerstand der Diode ändert sich abhängig vom Strom ohne das sich die Spannung groß verändert. Betreibst du nun eine LED ohne Vorwiderstand an einer Spannungsquelle ist der Strom durch die LED nur durch die Eigenschaft der Spannungsquelle bestimmt.
Um ein Beispiel zu bringen: Du verwendest 3 Zellen a 1,5 V in Reihe, das ergibt eine Spannung von 4,5 V, davon benötigt die LED 3 V bleiben 1,5 V über dem Vorwiderstand.
1,5V: 0,01A (= 10mA) sind 150 V:A =150 Ohm. Da durch die Reihenschaltung aus LED und Vorwiderstand der gleiche Strom fließt, fließen auch nur 10mA durch die LED.
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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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