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27.11.2007, 08:33 Uhr
Sebastian Suchanek
Admin
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| Zitat: | Lipper postete
Welche LEDs sind am besten? Von Conrad Elektronik oder Busch im Maßstab 1:87? Worauf muss man achten? |
Bei Conrad Elektronik kauft man nur, wenn man entschieden zu viel Geld hat. 
Schau lieber mal bei Reichelt. ("Bauelemente" => "Bauelemente, aktiv" => "Optoelektronik".)
Das mit den Vorwiderständen ist richtig - ohne sie (oder sonst eine Strombegrenzung) sind LEDs sofort kaputt.
Dann also mal eine Blitzeinführung in die Elektrotechnik. (Wer mit Theorie so gar nichts am Hut hat, kann die nächsten paar Absätze überspringen.) 
Schauen wir uns erstmal einen ganz einfachen Stromkreis an:
Links sieht man die Batterie (kann auch sonst eine Gleich(!)spannungsquelle sein), rechts den Vorwiderstand  und die LED  . Um nun zu verstehen, was hier passiert, holen wir uns Rat bei Onkel Kirchhoff. Dabei stellen wir zunächst einmal fest, daß der Strom  in gleicher Höhe durch alle drei Bauteile gleichzeitig fließt. Logisch - es gibt ja nirgends eine Verzweigung, wo er weg könnte...
Nun ist es aber so, daß LEDs etwas merkwürdige Bauteile sind: Wenn man an sie eine kleine Spannung anlegt, passiert erstmal gar nichts. Erst wenn die sogenannte Flußspannung überschritten ist, läßt sie Strom fließen - dann aber richtig: Wenn die Diode im Durchlaßbetrieb ist, läßt sie (fast) unbegrenzt viel Strom fließen, während dabei die Spannung  ("F" von "forward", "vorwärts"), die über ihr abfällt, sich (fast) nicht ändert.
Onkel Kirchhoff sagt aber weiter, daß die Summe der Spannungen aller Quellen in einem [so einfachen] Stromkreis der Summe der Spannungen aller Verbraucher entsprechen muß. Bezogen auf unser Beispiel bedeutet das: Die Summe aller Verbraucherspannungen ist  und das muß gleich der Spannung der Batterie  sein. (Logisch, gibt ja hier nur eine Spannungsquelle...)
Mit anderen Worten, sehr grob vereinfacht gesagt, heißt das, daß der Vorwiderstand denjenigen Teil der Batteriespannung "verbraten" muß, den die Diode nicht aufnimmt.
Und hier können die Theoriemuffel wieder einsteigen:
Aber wie hoch ist nun die Flußspannung der Diode? Die findet man im Datenblatt der gewünschten LED, das jeder brauchbare Elektronikhändler zum Download anbietet. (Dabei darauf achten, daß man auch wirklich die Daten erwischt, die zu der LED gehören, die man einbauen will.) Wenn wirklich alle Stricke reißen, kann man auch schätzen: "Bunte" LEDs haben so um die 2V Flußspannung, weiße und blaue LEDs um die 3,5V.
Wenn wir die Angabe der Flußspannung haben, können wir schon mal ausrechnen, welche Spannung  über dem Vorwiderstand abfallen muß:
Wenn wir zum Beispiel einen 9-V-Block und eine typische gelbe Standard-LED mit 2V Flußspannung und 20mA Nennstrom nähmen, sähe das mit Zahlen so aus:
(An dieser Stelle möchte ich kurz einfügen, daß es etwas verschwenderisch ist, eine einzige LED aus einem 9-V-Block zu versorgen, weil viel zu viel Leistung bzw. Energie im Vorwiderstand verloren geht.)
Und wie kommen wir von der Spannung am Widerstand auf den Widerstandswert selbst? Mit der Hilfe von Onkel Ohm! Der hat nämlich festgestellt, daß die Spannung U an einem Widerstand gleich dem Produkt aus Widerstand R und Strom I ist:
Den Strom I kennen wir, denn das ist der Strom, der durch alle Bauteile fließen muß (siehe oben) und der natürlich nicht größer sein darf als der maximale Betriebsstrom  der Diode (auch der ist im Datenblatt zu finden). Jetzt stellen wir die o.g. Formel um und setzen auch gleich unsere Beispielwerte ein:
Voilà, unser Vorwiderstand muß also mindestens  haben.
Nun ist es aber so, daß man Widerstände nicht in beliebigen Werten bekommt, sondern nur in Werten, die denen der sogenannten E-Reihen entsprechen - und sind leider nicht dabei. Der nächsthöhere Wert wären  in der E24-Reihe bzw.  in der E12-Reihe - letzteres ist unter Umständen einfacher zu bekommen. Daß dann weniger Strom fließt (bei nur noch 17,9mA - bitte zur Übung selbst nachrechnen! ), ist nicht weiter dramatisch, denn davon wird die LED nur unwesentlich dunkler.
Tschüs,
Sebastian
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Dieser Post wurde am 27.10.2008 um 19:05 Uhr von Sebastian Suchanek editiert. |
