Spannung von 3 Volt, Widerstand benötigt? Ohmischer Verbrauc

[ProfDexter]

Hey,

also ich habe ein regelbares Netzteil und eine Autobatterie mit 12,5 Volt.
Nun habe ich 5 rote Superflux mit 2,6 V max. in Reihe geschaltet. Sprich jede bekommt 2,5 Volt. Spannungschwankungen gibts bei der Batterie nicht, ist nicht im Auto.

Nun habe ich gelesen das eine Led kein ohmischer Verbraucher ist.
Ich habe eine stabilisierte Spannung, brauche ich jetzt einen Widerstand um den Strom zu begrenzen? Aber wie kann man durch einen Widerstand den Strom begrenzen? Ich kann damit doch allerhöchstens die Spannung begrenzen bzw heruntersetzen.
Die Led und der Widerstand "ziehen" sich doch soviel Strom wie sie brauche bzw in abhänigkeit ihres Widerstandswertes ziehen.
Klärt mich auf

Gruss

ProfDexter

[Sailor]

Eine LED lässt sich selbst über eine stabilisierte Spannung nur schwer steuern, weil kleinste Spannungsänderungen schon recht große Stromänderungen nach sich zien.

Bei der Berechnung von LED´s musst Du von der typischen Spannung ausgehen und nicht von der Maximalspannung (hier 2,4 Volt).

Wenn die Autobatterie wirklich 12,5 Volt hat (voll hat sie mehr) ist Dein Vorwiderstand größer als 25 Ohm zu wählen.

[Crossfire]

Und da die Leds auch manchmal unterschiedlich viel ziehen das sollte aber nur bei billigeren sein.

[ProfDexter]

Das heißt also das man einen Vorwiderstand nur braucht um die Spannung zu begrenzen, damit wenn die Spannung zu hoch ansteigen sollte, der Strom nicht "ins unendliche" steigt? Also eine reine Effizienzsache?
Natürlich nur wenn man eine nicht stabilisierte Spannung die nicht genau auf die LED-Spannung passt hat.
Wenn man also eine passende stabilisierte Spannung hat braucht man keinen Vorwiderstand, sehe ich das richtig?

[Sailor]

Es gibt keine passende Spannung aus einer stabilisierten Spannungsquelle für die LED

Es gibt nur einen passenden Strom. Nach diesem Strom stellt sich die für die LED passende Spannung ein.

Wenn drei LED´s des gleichen Typs und einer angegebenen Flusspannung von 3,1 Volt an einer Spannungsquelle mit exakt 3,1 Volt angeschlossen werden, kann es sein, dass LED-Ströme von 80 % bis 150 % des Nennstromes fließen. Im letzteren Fall würde das die LED nicht lange ohne Schaden überleben.

Der Widerstand soll den Strom durch die LED-Schaltung begrenzen, weil das die LED aufgrund der Strom-/Spannungskurve nicht kann.

[ProfDexter]

hmmmm ok. Wie ist das denn wenn ich die LED´s in Reihe schalte? Dann würde ohne Widerstand ja immer der höchste Strom fließen oder? Oder fungieren die LED´s dann als Vorwiderstand der nächsten LED´s? Wohl weniger wenn sie keinen ohmischen Widerstand haben oder? Mann, mit Glühlampen war das aber einfacher.

Hast du vielleicht eine Strom/spannungskurve von den Superflux-Led´s?

[Crossfire]

hmmmm ok. Wie ist das denn wenn ich die LED´s in Reihe schalte? Dann würde ohne Widerstand ja immer der höchste Strom fließen oder? Oder fungieren die LED´s dann als Vorwiderstand der nächsten LED´s? Wohl weniger wenn sie keinen ohmischen Widerstand haben oder? Mann, mit Glühlampen war das aber einfacher.

Du solltest immer einen widerstand haben bei leds!

so viel schwerer ist das auch nicht... oder übersteigt es deine möglichkeiten einen widerstand zu löten

Also nicht ne 4er reihe von z.B. blauen leds machen und keinen widerstand, sondern ne 3er reihe mit nem widerstand (aber einen etwas größeren als man mit dem rechner rausbekommt.. also bei 3er Reihe blauen leds an 12volt einen 220Ohm oder 180Ohm widerstand)

cross

[ProfDexter]

naja, wie ichs machen muss weiss ich, aber warum ist die frage.
Ich habe 13 Volt und grüne LED´s die typisch 3 Volt brauchen. Nun brauche ich einen 560 ohm Widerstand, der aus meinen 13 Volt 3 Volt macht. Gemessen ist der Spannungsabfall über die LED 3,1 Volt. Also ok. Nun habe ich mit dem Widerstand die Spannung begrenzt. Aber nicht den Strom? Wenn die LED nun 40 mA ziehen will bekommt sie die auch, das passiert nämlich wenn ich den Widerstand in Reihe schalte, aber 4 LED parallel dahinter. D.h. über den Widerstand fließen nun typische 80 mA, die LED´s werden nichtmal dunkler. Aber es liegen weiterhin 3,1 Volt an den LED´s an, also habe ich doch mit dem Widerstand nicht den Strom sondern die Spannung begrenzt?
Und in deinem Beispiel setzt du doch auch nur die Spannung runter indem du 9,3 Volt über die LED´s und die restlichen 2,7 Volt über den Widerstand reduzierst? Aber trotzdem könnten mehrere Amperé fließen wenns die LED´s aushalten könnten.
Hilfe, ich versteh das nicht.

[Crossfire]

nein die hat dann ca 18ma der widerstand begrenzt das...

[ProfDexter]

hmm.. und was ist mit meinem Beispiel? Also Widerstand in Reihe und LED´s parallel?

Bei 13 Volt

+ ----Widerstand----LED---- -
560 Ohm 3,1 V
begrenz auf 20 mA

Also die LED kann nur 20 mA ziehen. Sehe ich doch richtig oder?

......................|---LED----|
+ ----Widerstand--|----LED---|--- -
....... 560 Ohm....|---LED----|
......................|---LED----|

in diesem Beispiel kann doch jede LED nur 5 mA ziehen wenn der Widerstand den Strom auf 20 mA begrenzt?
Die Spannung ist ja in beiden Fällen auf 3,1 Volt reduziert worden durch den Widerstand.

[Crossfire]

bei parralel hast du dann halt 4 in reihe dann hast du 12volt durchlass spannung dann muss der widerstand 1volt vernichten ein 100ohm widerstand würde gehen!

cross

[ProfDexter]

wieso habe ich bei parallel 4 in Reihe?

sorry aber ich check das irgendwie nicht.

Und wenn ich das richtig gelesen habe könnte ich eine 3 Volt LED an 10 Volt ranhängen ohne das sie durchbrennt, solange der Strom 20 mA nicht übersteigt? Also Konstantstromquelle mit 20 mA kann ich sowohl 1 als auch 10 LED´s dranhängen wenn ich da 30 Volt Eingangsspannung draufgebe? (in diesem Beispiel habe ich mal die Verlustspannung des Moduls weggelassen.)

[Fightclub]

ich versteh das auch nicht, aber generelle Antwort:

Wenn du z.B. 4 LEDs hast die du anschließen möchtest gibt es die folgenden Möglichkeiten:

du schaltest die LEDs in Reihe, dann addieren sich die Einzelspannungen. Die Durchlassspannung wird also ver4facht. Der Strom bleibt der selbe, also z.B. 20mA

du schaltest die LEDs parallel, dann bleibt die Spannung für diese Parallelschaltung gleich, aber der Strom der fließt ver4facht sich.

Das muss auch in die Widerstandsberechnung einfließen.

Beispiel:
4 LEDs mit je 2V in Reihe=> 8V Spannung an der Reihe.
Du hast 12V Versorgungsspannung, also muss der Widerstand 4V umwandeln.
Der Strom beträgt 20mA.
Widerstand = 4/0,02 = 200 Ohm.

4 LEDs mit 2V parallel => 2V spannung der Schaltung
Der Widerstand muss also 10V umwandeln.
Der Strom beträgt wegen der Parallelschaltung 80mA
Ein Widerstand für die ganze Parallelschaltung hätte dann den Wert R = 10/0,08 = 125 Ohm

Berechnung von Widerständen (wenn man also nicht den passenden hat und sich mit mehreren Widerständen den richtigen Wert bauen will):
(R steht hierbei für den Ohmschen Wert des Widerstandes)

Reihenschaltung:
R gesamt = R1 + R2 + ..... + Rn
Parallelschaltung
1/R gesamt = 1/R1 + 1/R2 + .... + 1/Rn

[ProfDexter]

DANKE!! Ich glaub ich habs verstanden, ich hatte immer ein Denkfehler drin bzw ich habe das URI nicht beachtet. Wenn das mein ehemaliger Physiklehrer wüsste *schäm*

Nehmen wir dein Beispiel:

12 Volt Eingangsspannung, 4 LED´s mit 2 Volt (8 Volt gesamt), 20 mA Strom
Widerstand muss also 4 Volt vernichten, also 200 Ohm haben.

sprich: 4 Volt vernichten, bei 20 mA mit 200 Ohm

Wenn der Strom den die LED zieht hochgeht weil die Eingangsspannung sich um ein paar Milivolt erhöht hat sieht das nach U=R*I so aus:

200 Ohm Widerstand, die LED will 25 mA ziehen aufgrund der höheren Eingangspannung (z.B. Spannungsschwankungen), der Widerstand vernichtet dann aber 5 Volt (U=200Ohm*0,025A) und somit sinkt der Strom der für die LED bleibt ab. (bzw steigt garnicht an weil die LED ja bei der kleinsten Spannungsänderung eine Stromänderung macht und somit der Widerstand mehr oder weniger Spannung verbraucht und das im selben moment.)

sprich: bei 25 mA mit 200 Ohm vernichtet der Widerstand nicht 4 sondern 5 Volt. Somit sinkt die Spannung an der LED und pendelt sich bei 20 mA und 2 Volt pro LED ein.

Habe das gerade nochmal getestet:

Grüne Superflux LED mit 3,1 Volt Flussspannung und 560 Ohm Widerstand.
Der Widerstand vernichtet bei gemessenen (nicht errechneten, also Abweichungen möglich):
2,5 Volt ca 0,7 Volt
3,4 Volt ca 1,6 Volt
7,8 Volt ca 5,7 Volt
12 Volt ca 9,8 Volt
17,8 Volt ca 15,3 Volt
22,2 Volt ca 19,6 Volt
32 Volt ca 29 Volt

Somit könnte ich kurzfristig mit diesem Widerstand die LED noch mit 32 Volt betreiben weil bei der LED nur 3,7 Volt ankommen.
Bei 10 Volt kommen an der LED noch 3 Volt an. Also werden die Spannungsschwankungen von dem Widerstand so stark abgefangen das sich die Spannung an der LED nur um Milivolt ändert wobei die Eingangsspannung um mehrere Volt schwankt.

Natürlich würde das dann ja bedeuten je kleiner der Widerstand ist, desto weniger Spannungsschwankungen kann er abfangen. Aber wann schwankt eine Spannung auch um mehrere Volt, sollte also auch mit viel viel kleineren Widerständen kein Problem sein die Schwankungen abzufangen.

So einfach ist das, und um das zu verstehen hats mich nur ca 10 Antworten von einigen schlauen Leuten hier gebraucht lol

[Sailor]

Ich glaube nicht, dass Du das verstanden hast. Du rechnest immer noch in Volt, und das ist bei der Betrachtung der LED einfach falsch, weil die Spannung, die über einer LED abfällt, nicht ohne Blick in das Datenblatt etwas über den Strom aussagt, der durch sie fließt.

Dazu folgendes:

Die LED ist ein Widerstand mit nicht linearer Strom-/Spannungskennlinie.

Bei kleinen Spannungen ist der Widerstand sehr hoch, bei großen Spannungen ist der Widerstand sehr klein, wobei die Abnahme des Widerstandes zunächst sehr langsam erfolgt um nach dem Erreichen der Durchbruchspannung dramatisch schnell kleiner zu werden. Der Verlauf dieser Kennlinie ist exponentiell.

In der Reihenschaltung von 2 Widerständen wird der Strom durch die angelegte Spannung und die Summe der Widerstände bestimmt. Je weiter einer dieser Widerstände (hier der Widerstand der LED) gegen 0 geht, desto stärker wird der Strom durch die Reihenschaltung vom verbleibenden (unveränderlichen) Widerstand allein bestimmt.

Die Gegenüberstellung der Kennlinien von LED und Widerstand findest Du z.B. hier.

[ProfDexter]

Aber da der Strom ja abhänig ist von der Spannung passen doch die Berechnungen? Natürlich mit leichten abweichungen um höheren Spannungsniveau.
Ich glaub ich werde einfach weiter experementieren, irgendwann versteh ich das hoffentlich genau *g*

[Sailor]

Der Strom ist abhängig von Spannung und Widerstand (I=U/R). Der Widerstand einer LED wird bei zunehmender Spannung dramatisch kleiner!

Du darfst bei einer LED nicht von der linearen Strom-/Spannungskennlinie ausgehen, die ein ohmscher Widerstand hat.

[Fightclub]

Aber da der Strom ja abhänig ist von der Spannung passen doch die Berechnungen? Natürlich mit leichten abweichungen um höheren Spannungsniveau.

naja nicht so ganz. Eher ist die Spannung die abfällt abhängig vom Strom.

[Crossfire]

warum wird das jetzt in der reihe eigentlich auf 20mA begrenzt also das alle leds 20mA ziehen weil eigentlich sinds bei 3 blauen leds ja 60mA... warum ist das bei parallel so??

cross

[Sailor]

Weil jede LED nur 20 mA verträgt. Da der Strom aber von Plus nach Minus durch die Schaltung fließen muss und nirgendwo sonst hin kann, fließt er mit gleicher Stärke von Plus duch den Widerstand, LED1, LED2 ... nach Minus.

Dafür muss dann die Spannung hoch genug sein, um den Stromfluss auch zu ermöglichen.

Bei der Parallelschaltung von z.B. 3 LED´s teilt sich der Strom auf drei Wege auf. Ein Teil des Gesamtstromes nimmt den Weg duch die erste LED, ein weiterer Teil durch die zweite LED und der 3. Teil durch die verbleibende.

Dafür wird in der Parallelschaltung keine so große Spannung benötigt.

Die für die beiden Schaltungen benötigte Energie ist gleich.

[Crossfire]

ah ok danke jetzt hab ich das auch kapiert!