Balkonlichterkette auf Solarakkubasis

[radio]

Guten Tag,

ich bin neu im Forum und auch in der Elektronikwelt. Mein Projekt soll eine Balkonlichterkette (über die 3 Seiten des Balkons ca. 5m insgesamt) mit Solarladegerät fuer ein Paar Solar-akkus (je 1.2V) werden.
Die Idee ist, dass die Schaltung ständig an ist, aber nur wenn es dunkel wird leuchtet, wenn es hell ist, aufgeladen wird.

Ich hab einige Stunden damit verbracht (Inet und Forumsuche) meine Schulkentnisse aufzufrischen und bin soweit gekommen:
1. Ich nehme jeweils 3 Akkus in Reihe um auf 3.6V zu kommen, dann je nachdem wieviel Leds und Stunden sie leuchten sollen, werde ich ein Paar von diesen 3xAkku Buendel parallel schalten um mehr mAh zu kriegen.
2. Ich nehme so ca. 20 LEDs (3V - 20mA oder 35mA) die ich nur parallel schalte, da ich nur 3.6V von den Akkus haben werde
3. Vor jedem LED wird es ein Paar Ohms geben, halt dass es nach U=R*I die Spannung passt
4. Vor den Akkus kommt ein Solarmodul z.B.: Gekapselte Solarzelle (0,5V / 400 mA) - in Reihe geschaltet 6x damit ich auf 3V komme


Grundverständnisfragen:
Zu 3. wenn ich ehe 3.6V von den Akkus habe, und die LEDs 3V wollen, muss ich den unbedingt ein Resistor verwenden (bei 0.6V zu viel brauche ich fuer 20mA LEDs 30 Ohm, gibt es solche kleine überhaupt)?
Zu 4. In welcher Relation soll der Strom vom Solarmodul zum mAh-Angabe der Akkus sein: das Beispielsolarmodul gibt 400mA, die Akkus sind 800mAh. Ich weiss was mAh bedeutet: der Akku kann 800mA eine Stunde lang liefern, oder eben 200mA 4 Stunden lang, aber wie ist es beim Belanden? Brauche ich genauso 800mA eine Stunde reinfliessen lassen bzw. 400mA 2 Stunden? Wenn dies korrekt ist, wie lässt sich das erklären? Etwa so: angenommen der Akku ist entladen und die Spannung ist von 1.2 auf 0.9V gefallen, dann würde die Spannung langsam wieder ansteigen, wenn man Strom reinfliessen lässt, sprich die Differenz von 0.3V wird durch 1 Stunde 800mA Strom bewältigt?

Offene (Laien-)Fragen zum Projekt:
5. Wie sage ich dem Solarmodul dass er genug geladen hat, weil die Akkus voll sind? Gibt es einen Bauelement dafuer?
6. Ich stelle mir das so vor, dass ich einen Fotowiderstand verwenden kann um nachts Strom von den Akkus zu den LEDs durchzulassen (leuchten), tagsüber ist der Widerstand so gross, dass kein Strom zu den LEDs fliesst, also die Akkus auch nicht entladen werden.
7. Brauche ich fuer mein Projekt irgendwo Dioden, Kondensatoren, Transistoren?
8. Zum Kabelquerschnitt habe ich folgende Formel gefunden: A=(2*L*I)/(c*U´) aber meine Berechnung scheint mir tubios (2*5m*0.4A)/(56*(2%*3V)) bei 20LED mit 20mA, 5m Lichterkettenlänge, 2% Spannungsabfall von 3V sollte Querschnitt von 4/3.36 = 1.19mm2 ergeben. Das erscheint mir viel zu viel oder? Oder habe ich da einen Denk- bzw. Einheitfehler?
9. Generell wenn ich online nach Kabeln suche, ist die Angabe in mm2 z.B. 0.14mm2, dies ist Querschnitt/Querfläche und niemals Durchmesser in mm, richtig?

Zu Hause habe ich VoltAmpermeter und Lötkolben, alles andere muss ich bestellen.

Bitte entschuldigt mich, falls ich doch irgendwas verpasst hatte, ich hab versucht keine Unbekannten zu lassen und die Forumsuche soweit wie möglich ausgeschöpft.

Danke

[Handkalt]

Hallo radio,

bevor ich mich an den vielen vielen Fragen abmühe: warum kaufst Du sowas nicht fertig? Als wahlloses Beispiel der erste Treffer einer Google-Suche nach solar led lichterkette: Komplettset 7m mit 24 LEDs für 12,48 EUR.

Allerdings: diese billigen Solar-Gartenlichter sind meines Erachtens alle nicht sonderlich zu empfehlen. Die Verarbeitungsqualität ist niedrig, die Schaltungen primitiv und Akku und Solarzelle meist völlig unterdimensioniert. Wenn ich sowas aufbauen sollte, würde ich eine "richtige" 12-V-Solaranlage mit einem Panel von mindestens 10W, Bleiakku und Laderegler verwenden (völlig wahlloses Beispiel). Das kann man vielleicht auch mal für andere Zwecke verwenden.

-Handkalt

[Borax]

Hallo radio,
welcome on board!

Mein Projekt soll eine Balkonlichterkette...

Ist das ein Schulprojekt oder so was? In diesem Fall können wir Dir schon helfen, ansonsten siehe Antwort von Handkalt.

und die Forumsuche soweit wie möglich ausgeschöpft.

Kaum... In diesen Thread geht es quasi um nichts anderes: viewtopic.php?f=35&t=494
Vorsicht: 482 Beiträge - Da brauchst Du einen Abend um alles durchzulesen...

[radio]

Danke Handkalt und Borax für eure Antworten,

Das "Solarleuchte im Eigenbau - Bauteileauslegung" Thema habe ich davor nicht gefunden gehabt, danke, werde ich mal nachlesen, habe aber zuvor schon einiges an Forummaterial gelesen, deswegen soweit wie möglich
Ansonsten handelt es sich nicht um ein Schulprojekt, sondern einfach um etwas Privates.
Sowas Billges, wie der Vorschlag von Handkalt, hatte ich schonmal, aber die Verarbeitung ist echt miserabel und wenn ein LED kaputt gegangen war, war die ganze Kette nach ihm auch aus.

Ich werd also das andere Thread nachlesen und die offene Fragen reduzieren.

[radio]

Ok, ich habe jetzt ca. 1/4 vom "Solarleuchte im Eigenbau - Bauteileauslegung" Thema durch.
Ich habe beschlossen ein Experimentsteckboard und ein Paar Bauelemente (Widerstände, Transistoren, Dioden, etc.) zu kaufen und mit einem Voltmeter rumzuprobieren.
Allerdings verstehe ich etwas Grundlegendes nicht:
Auf Seite 4 (viewtopic.php?f=35&t=494) Beitrag am Fr, 23.03.07, 23:17 (3 Bewertungen, 20 Sterne) - gibt es eine Schaltung, die mit "funktioniert sehr zuverlässig" markiert ist.

Frage: Bei 4.8V vom Solarmodul und 470kOhm Widerstand bei 25mA fuers LED kommt nach dem Widerstand etwa (470000Ohm*0.025A = 11,750V) ca. -12kV an. Wie kann denn jemals Strom am Transistor Q2 anliegen sodass Strom von C nach E fliessen kann?

[Borax]

Ich habe beschlossen ein Experimentsteckboard und ein Paar Bauelemente (Widerstände, Transistoren, Dioden, etc.) zu kaufen und mit einem Voltmeter rumzuprobieren.

Gute Idee. Auch sehr hilfreich ist ein Simulationsprogramm. Ich verwende hierzu LTSpice (kostenlos bei Linear Technology verfügbar: http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice ). Aber immer daran denken dass es eine Simulation ist und eine 100% Übereinstimmung mit realen Bauteilen schon fast Zufall ist. Reale Bauteile haben Toleranzwerte (teils nur 1% wie z.B. gute Metallschichtwiderstände), teilweise 5-20% (üblich bei Kondensatoren) und auch > 20% (wie z.B. Verstärkungsfaktor bei Transistoren). Wenn man das im Hinterkopf behält ist die Simulation aber sehr gut geeignet um die Funktion von Bauteilen 'kennen zu lernen'.

Frage: Bei 4.8V vom Solarmodul und 470kOhm Widerstand bei 25mA fuers LED kommt nach dem Widerstand etwa (470000Ohm*0.025A = 11,750V) ca. -12kV an. Wie kann denn jemals Strom am Transistor Q2 anliegen sodass Strom von C nach E fliessen kann?

Langsam... Die 25mA für die LED fließen ja nicht durch den 470KOhm Widerstand! Du verwechselt hier wohl (unter anderem) Reihen und Parallelschaltung. Wo sollen denn 12kV herkommen? Das müsste Dir doch gleich auffallen, dass so was nicht sein kann. BTW: Wenn durch einen 470KOhm Widerstand tatsächlich 25mA fließen würden ergibt das in der Tat 12KV. Aber das wären auch rund 300W Leistung! Da wäre ein normaler Widerstand quasi schon längst 'verdampft'
Also gut... Ich erkläre Dir die Schaltung mal.
Bei 4.8V vom Solarmodul und großem Basisvorwiderstand von 470kOhm Widerstand fließen durch die Basis-Emitter Strecke von Q2 etwa die standardmäßig üblichen 0.7V entsprechend dem Daumengesetz des Bipolartransistors: In allen Betriebszuständen (=Transistor leitet überhaupt) beträgt die Basis-Emitter-Spannung etwa 0.7V. Bei 4,8V Gesamtspannung sind es dann also rund 4V die am Widerstand hängen bleiben. Das ergibt einen Strom von rund 10µA (4V / 470KOhm). Bei einer angenommenen Stromverstärkung von 500 ergibt das 5mA Kollektor-Emitter Strom. Die LED hat mit dieser Betrachtung zunächst mal gar nichts zu tun (der 'rechte' Teil der Schaltung mit D3, R2, R3, LED und Q1 wird ja quasi parallel zu R1 + Q2 angeschlossen).
Hinter D3 sind es dann noch theoretisch (die 4.8V vom Solarmodul sind ja ein rein theoretischer Wert) 4.5V (ca. 0.3V bleiben an der Schottky Diode hängen). Die fließen dann durch R2 und die Kollektor-Emitter Strecke von Q1. 4.5V und 33K ergibt einen Strom von rund 0.15mA. Die Kollektor-Emitter Strecke von Q2 würde rund 5mA durch lassen, wenn es denn so viel Strom wäre. Anders gesagt, der 'Widerstand' der Kollektor-Emitter Strecke von Q2 ist wesentlich kleiner als 33K. Wenn wir schlicht die Stromverhältnisse rechnen (ist nur ein grober Anhaltspunkt! Die Stromstärke ist ja durch R2 auf 0.15mA begrenzt!) ergibt das 5mA/0.15mA = 33
Bezogen auf die Spannungsverhältnisse ist also der Spannungsabfall am 33K Widerstand ca. 30 Mal so groß wie der auf der Kollektor-Emitter Strecke von Q2. Von der 4.5V bleibt also nur rund 0.15V an der Basis von Q1 (die restlichen 4.35V bleiben an R2 hängen). Damit ist Q1 komplett gesperrt und auf der R3, LED, Q1 Kollektor-Emitter Strecke fließt kein Strom. Der ganze Strom der Solarzelle fließt also in den Akku. Erst wenn die Spannung an der Solarzelle so weit abgesunken ist, dass sie nur noch bei ca. 1V liegt (da ist es schon recht dunkel), fließt nur noch so wenig Strom durch den 470kOhm Widerstand und die Basis-Emitter Strecke von Q2, dass die Kollektor-Emitter Strecke quasi hochohmig wird und an dem 33KOhm Widerstand R2 weniger als etwa 3.3V hängen bleiben. Die 'Versorgung' kommt jetzt nicht mehr von der Solarzelle - die hat ja schon nur noch 1V sondern ausschließlich vom Akku mit voll geladen ca. 4V. Also ist die Spannung an der Basis von Q1 jetzt 4V - 3.3V (die an R2 hängen bleiben) = 0.7V. Damit beginnt Q1 zu leiten und durch R3, LED, Q1 Kollektor-Emitter Strecke fließt Strom. Wenn es richtig dunkel ist (Solarzelle=0V) fließen durch R2 mit 33KOhm bei 4V - Basis-Emitter Strecke von Q1=0.7V also 3.3V ein Strom von 0.1mA. Bei einer angenommenen Stromverstärkung von 500 können dann prinzipiell 50mA Kollektor-Emitter Strom durch Q1 fließen. Der Vorwiderstand R3 begrenzt das aber auf ca. 20-25mA.

Noch ein paar Anmerkungen zu den Eingangsfragen...

Vor den Akkus kommt ein Solarmodul z.B.: Gekapselte Solarzelle (0,5V / 400 mA) - in Reihe geschaltet 6x damit ich auf 3V komme

Und wie willst Du mit maximal 3V von der Solarzelle die 3.6V zum Laden der Akkus bekommen? Die Maximalspannung sollte mind. etwa 1.5 mal so groß sein wie die Akkuspannung (typische 12V Module haben im Leerlauf zwischen 18V und 22V).
Die 400mA sind auch eine maximale Peak-Leistung. Gelten bei senkrecht einfallender Mittagssonne im Hochsommer ohne Wolken. Die an einem durchschnittlichen Sommertag zu erwartende Gesamtenergie ist bei guter Ausrichtung der Solarzelle (kein Schatten!) etwa 5 mal Peak-Leistung. Bei 400mA Peak also rund 2000mAh.

Wie sage ich dem Solarmodul dass er genug geladen hat, weil die Akkus voll sind? Gibt es einen Bauelement dafuer?

Ja. Nennt sich Laderegler. Ist aber gerade bei NiMH Akkus schwierig. Einfacher wäre hier ein Bleiakku oder Li-Akku. Die brauchen keine spezielle Logik zum Erkennen des Ladeendes, sondern es reicht wenn man die Spannung auf einen passenden Wert begrenzt. Hierzu reicht ein recht einfacher Spannungsregler.
In diesem Beitrag (unten) hab ich mal eine Schaltung beschrieben die quasi alle 'Tricks' berücksichtigt:
viewtopic.php?p=119214#p119214

[radio]

Bei 4,8V Gesamtspannung sind es dann also rund 4V die am Widerstand hängen bleiben. Das ergibt einen Strom von rund 10µA (4V / 470KOhm)

Die Rechnung selber verstehe ich, aber wer sagt ob/dass Q2 leiten wird, sodass man mit 0.7V rechnen darf, vielleicht sperrt es!?! (sorry bin Laie der sich ein- liest/arbeitet)

4.5V und 33K ergibt einen Strom von rund 0.15mA.

Die Rechnung selber verstehe ich, aber warum rechnet man nicht die 0.7V (Q1 Basis) weg (4.5V - 0.7V) so wie bei der Berechnung fuer Q2?!?

ergibt das 5mA/0.15mA = 33...Bezogen auf die Spannungsverhältnisse ist also der Spannungsabfall am 33K Widerstand ca. 30 Mal so groß wie der auf der Kollektor-Emitter Strecke von Q2. Von der 4.5V bleibt also nur rund 0.15V an der Basis von Q1 (die restlichen 4.35V bleiben an R2 hängen). Damit ist Q1 komplett gesperrt und auf der R3, LED, Q1 Kollektor-Emitter Strecke fließt kein Strom

Das habe ich kaum verstanden. 1. Erstmal die magische Zahl 33 - wieso soll überhaupt diese Relation zwischen 5mA und 0.15mA als Richtwert für die andere Berechnung dienen. Versuch1 mir das selber zu erklären: Weil Ice von Q2 theoretisch 5mA sein kann, aber tatsächlich wegen R2 nur noch 0.15mA sein wird, ergibt sich ein Faktor von ca. 30. Dies kann man dann ohne Weiteres auf die Spannung übernehmen, sprich weil am R2 4.5V liegen geteilt durch 30 ergibt 0.15V. Berechnet man denn sowas grundsätzlich so oder ist dies eine Rückschlussberechnung von hinten

Erst wenn die Spannung an der Solarzelle so weit abgesunken ist, dass sie nur noch bei ca. 1V liegt (da ist es schon recht dunkel)

Mal schauen ob ich was kapiert habe: Wenn Q2 0.7V haben sollte, dann sind es 0.3V am R1 / 470k = 640pA, *500 Verstärkung = 320µA (theoretisch möglich als Ice). Dann am R2 sind es von links 0.7V (1 - 0.3 Diode) und von rechts 3.6V Akku. Ich nehme an dass man 3.6V als Wert nimmt, also 3.6 / 33k = 109µA, jetzt kommt die magische Relation von ca. 3. Also 3.6/3 ergibt 1.2V (>0.7V) reicht zum Durchschalten von Q1

dann prinzipiell 50mA Kollektor-Emitter Strom durch Q1 fließen. Der Vorwiderstand R3 begrenzt das aber auf ca. 20-25mA.

Nach welcher Berechnung tut er die theoretisch möglichen 50mA auf 25mA begrenzen?

Und wie willst Du mit maximal 3V von der Solarzelle die 3.6V zum Laden der Akkus bekommen? Die Maximalspannung sollte mind. etwa 1.5 mal so groß sein wie die Akkuspannung (typische 12V Module haben im Leerlauf zwischen 18V und 22V).
Die 400mA sind auch eine maximale Peak-Leistung. Gelten bei senkrecht einfallender Mittagssonne im Hochsommer ohne Wolken. Die an einem durchschnittlichen Sommertag zu erwartende Gesamtenergie ist bei guter Ausrichtung der Solarzelle (kein Schatten!) etwa 5 mal Peak-Leistung. Bei 400mA Peak also rund 2000mAh.

Das war wohl sehr grob ausgedrückt, ich verstehe schon was du meinst und die Peak und Durchschnittleistung muss man wohl auch berücksichtigen

[Borax]

Die Rechnung selber verstehe ich, aber wer sagt ob/dass Q2 leiten wird, sodass man mit 0.7V rechnen darf, vielleicht sperrt es!?! (sorry bin Laie der sich ein- liest/arbeitet)

Ob der Transistor leitet oder sperrt wollen wir ja genau wissen. Prinzipiell fängt man bei so einer Schaltungsanalyse immer mit den einzelnen Strompfaden an. Hier gilt das Kirchhoffsche Gesetz (vereinfacht): Im unverzweigten Stromkreis ist die Stromstärke überall gleich groß. Also Betrachten wir im ersten Schritt nur Solarzelle, R1 und die Basis-Emitter Strecke von Q2. Die Basis-Emitter Strecke ist dann nichts anderes als eine (Silizium-)Diode. Für eine solche gilt: Unterhalb der Schwellenspannung von 0.6-0.7V ist eine Diode hochohmig (wirklich hochohmig also > 100 MOhm). Darüber wird die Kennlinie sehr steil und grob gesagt, ist deren Widerstand dann stromabhängig so dass man vereinfacht immer mit den 0.7V rechen kann. Der Widerstand R1 ist dagegen völlig linear. Da gilt immer das Ohmsche Gesetz. Jetzt nehmen wir im ersten Schritt an, die Spannung der Solarzelle wäre nur 0.2V - also weit unterhalb der Schwellenspannung von der Basis-Emitter Strecke von Q2. Dann haben wir vereinfacht gesagt einen Spannungsteiler aus R1 mit 470 K und einem Widerstand von mind. 100 MOhm. Demzufolge bleibt die gesamte Spannung an der Basis-Emitter Strecke von Q2 hängen. Wenn wir jetzt die Spannung von der Solarzelle langsam steigern bis sie über der Schwellenspannung von der Basis-Emitter Strecke von Q2 liegt, dann ändert sich der Widerstand der Basis-Emitter Strecke genau so, dass auf der Basis-Emitter Strecke immer 0.7V hängen bleiben. Bei 1.4V Spannung wären es dann z.B. 0.7V die an R1 hängen bleiben und 0.7V die an der Basis-Emitter Strecke hängen bleiben. Der Widerstand der Basis-Emitter Strecke ist dann genau gleich groß wie der von R1. Daher kann man oberhalb dieser Schwellenspannung selbige einfach von der Gesamtspannung abziehen und mit der 'restlichen' Spannung und dem Widerstand R1 den Strom ausrechnen der auf diesem Strompfad fließt. Und weil wir hier nicht nur eine Diode sondern einen Transistor betrachten, gilt ab genau dieser Schwellenspannung eben auch dass der Transistor auf der Kollektor Emitter Strecke leiten wird, wenn denn da etwas angeschlossen ist.

... 4.5V und 33K ergibt einen Strom von rund 0.15mA....
Die Rechnung selber verstehe ich, aber warum rechnet man nicht die 0.7V (Q1 Basis) weg (4.5V - 0.7V) so wie bei der Berechnung fuer Q2?!?

Zunächst wird nur der Strompfad R2 und die Kollektor Emitter Strecke von Q2 betrachtet. Das geht im ersten Schritt völlig unabhängig davon, ob da jetzt noch was anderes (wie die Basis von Q1) angeschlossen wird. Das kommt erst im nächsten Schritt...

... Das habe ich kaum verstanden. 1. Erstmal die magische Zahl 33 - wieso soll überhaupt diese Relation zwischen 5mA und 0.15mA als Richtwert für die andere Berechnung dienen.

Wir wissen (von obiger Betrachtung) dass der Transistor Q2 leitet (immerhin so gut, dass etwa 5mA fließen könnten). Wenn wir annehmen, dass die gesamte Spannung von 4.5V auf der Kollektor Emitter Strecke von Q2 abfallen würde und dabei ein Strom von 5mA fließt, ergibt das einen Widerstand von 900 Ohm. Sein Widerstand ist also auf alle Fälle wesentlich kleiner als der von R2 mit 33K. R2 und die Kollektor Emitter Strecke von Q2 bilden also einen Spannungsteiler mit einem Verhältnis von rund 33:1 (hier kommt die 'magische Zahl' 33 her die ich oben einfach über die Stromverhältnisse 5mA/0.15mA angenähert habe). In diesem Fall bleibt also fast die ganze Versorgungsspannung von 4.5V an R2 hängen. Daraus ergeben sich die 0.15mA Strom auf dem Strompfad R2 und Kollektor Emitter Strecke von Q2. Und wegen dem 33:1 Spannungsteiler auch eine Spannung von etwa 0.15V zwischen Kollektor von Q2 und Masse. Wenn man jetzt hier die Basis von Q1 anschließt, ändert sich gar nichts weil diese 0.15V weit unter der Schwellenspannung von der Basis-Emitter Strecke von Q1 liegen. Die Basis-Emitter Strecke von Q1 verhält sich also wie ein 100MOhm Widerstand der parallel zur Kollektor Emitter Strecke von Q2
liegt (deren Widerstand rund 1KOhm beträgt, also ändern 100MOhm parallel dazu gar nichts).

Mal schauen ob ich was kapiert habe: Wenn Q2 0.7V haben sollte, dann sind es 0.3V am R1 / 470k = 640pA, *500 Verstärkung = 320µA (theoretisch möglich als Ice). Dann am R2 sind es von links 0.7V (1 - 0.3 Diode) und von rechts 3.6V Akku. Ich nehme an dass man 3.6V als Wert nimmt, also 3.6 / 33k = 109µA, jetzt kommt die magische Relation von ca. 3. Also 3.6/3 ergibt 1.2V (>0.7V) reicht zum Durchschalten von Q1

Schon ziemlich gut

am R2 sind es von links 0.7V (1 - 0.3 Diode) und von rechts 3.6V Akku

Da 'links' das Potential niedriger liegt als 'rechts', würde ohne Diode natürlich Strom von rechts nach links fließen, so dass auch da wieder 3.6V wären. Die Diode sperrt aber in dieser Richtung, so dass Du das Potential 'links' vernachlässigen kannst.
Betrachten wir noch mal die 320µA die Q2 noch durchlässt. Wenn R2 nicht da wäre, müssten die gesamten 3.6V auf der Kollektor Emitter Strecke von Q2 abfallen. Das ergibt einen Widerstand von rund 11 KOhm. Damit bildet dann R2 mit 33K und die Kollektor Emitter Strecke von Q2 mit 11K einen Spannungsteiler mit einem Verhältnis von 1:3. Keine Magie Nur eine recht grobe Vereinfachung (der 'Widerstand' der Kollektor Emitter Strecke eines Transistors ist nicht so richtig linear, aber für solche Betrachtungen reicht das als Näherung meist aus).

Nach welcher Berechnung tut er die theoretisch möglichen 50mA auf 25mA begrenzen?

Das ist/war jetzt mehr Erfahrung als echte Rechnung... Hängt ja auch stark von der LED ab. Ein gut leitender Transistor (in der 'Sättigung' *) verbrät auf der Kollektor Emitter Strecke etwa 0.1-0.2V. Wenn die LED 3.2V bei 20mA braucht und von den 3.6V vom Akku etwa 0.2V auf der Kollektor Emitter Strecke von Q1 hängen bleiben, sind noch 0.2V 'zu vernichten'. Und 0.2V/0.02A = 10 Ohm... Der Akku hat aber voll geladen eher 3.8V. Andererseits braucht die LED bei 25mA wieder 0.1V mehr Spannung so dass sich auch das auf 10Ohm raus läuft Für eine rote LED mit nur rund 2V Flussspannung wären die 10 Ohm natürlich viel zu wenig.

* Hier gilt dann die oben angegebene vereinfachte Rechnung mit 'Widerstand' der Kollektor Emitter Strecke = Gesamtspannung/Strom nicht mehr. 3.6V/0.05A wären 72 Ohm. Dann müssten bei 0.02A ja 1.44V auf der Kollektor Emitter Strecke hängen bleiben. Es sind aber nur etwa 0.2V. Das entspricht bei 0.02A wiederum nur einem Widerstand von 10 Ohm. Wie gesagt, Transistoren sind nicht linear...

[radio]

Danke Borax,
ich hab meine Teile von Reichelt bekommen und versuche dies empirisch nachzuweisen und scheitere schon beim ersten Schritt.
Ich habe einen Netzteil auf 3V eingestellt und in die Steckdose reingesteckt. Dran habe ich in Reihe einen Widerstand von 100 Ohm (E12 - braun-schwarz-braun) und einen grünen Led (laut Spezifikationen: 2.1V bei ca. 10mA).
Die Schaltung funktioniert weil die grüne Led leuchtet aber wenn ich mit meinem Voltmeter nachmesse ergibt sich folgendes:
1. PlusKlemme vor dem Widerstand und MinusKlemme am GND ergibt 3.2V (sollte passen mit der Abweichung vom Netzteil)
2. PlusKlemme nach dem Widerstand und MinusKlemme am GND ergibt 2V

Wenn ich nachrechne sollte dies bei einem Strom von ca. 10mA stimmen: 3.2 - 2 = 1.2V sollten am Widerstand bleiben und 1.2/100 = 12mA.
Korrekt gedacht?

Mein Voltmeter auf Amper umgestellt ergibt aber etwas Seltsames:
1. wie oben 1. 2.6A (Led geht bei der Messung aus)
2. wie oben 2. 32mA (Led geht bei der Messung aus)
3. PlusKlemme vor dem Widerstand und MinusKlemme nach dem Widerstand aber vorm Led (weiss nicht was das zeigen sollte aber ich hab es probiert) - 120mA (Led leuchtet bei der Messung noch heller)

Spinnt meinen Voltmeter etwa oder lässt sich das erklären?
(Am Voltmeter ist Minus am COM, Plus am bis10A und auf A eingestellt - die Messwerte waren z.B. 0.032A, wenn ich Plus ins mA reinstecke zeigt er nur noch 0.000 - vielleicht ist es am mA Buchse kaputt)

Danke

[Bastler XXL]

Hallo radio,

kann es sein, dass du versucht hast den Strom parallel zu den Bauteilen zu messen?

Strom wir in Reihe und Spannung parallel gemessen!

Ich denke eher bei dem mA Eingang ist dir die Sicherung durchgebrannt, da du parallel gemessen hast.

Gruß,

[Borax]

Wenn ich nachrechne sollte dies bei einem Strom von ca. 10mA stimmen: 3.2 - 2 = 1.2V sollten am Widerstand bleiben und 1.2/100 = 12mA. Korrekt gedacht?

Ja. Alles richtig.

Mein Voltmeter auf Amper umgestellt ergibt aber etwas Seltsames:

Vorsicht! Ampere darf man nur in Reihe zum Verbraucher messen. Ansonsten geht schnell etwas kaputt!
Dein Messgerät misst Ampere folgendermaßen: Im Messgerät ist ein sehr kleiner Widerstand (im 10A Bereich meist 0.1 Ohm) und das Messgerät misst die Spannung an diesem Widerstand. Wenn Du jetzt die Ampere Klemmen direkt mit der Spannungsversorgung verbindest, hast Du quasi einen Kurzschluss. Die 'Schaltung' besteht ja nur noch aus Spannungsquelle und dem 0.1 Ohm Widerstand des Messgeräts. Ob dann da parallel dazu noch eine LED mit ein paar mA angeschlossen ist, spielt da keine Rolle mehr. Das einzige was Du so messen kannst ist der sogenannte Kurzschlussstrom der Spannungsquelle. Weil bei einem Kurzschluss (ein 0.1 Ohm Widerstand ist nichts anderes) die Spannung zusammenbricht (wenn Du sie mit einem zweiten Messgerät parallel dazu messen könntest, wären es vmtl. nicht mal mehr 1 Volt), geht dabei auch die LED aus. Wenn Deine Spannungsquelle jetzt einen höheren Kurzschlussstrom hat als die max. erlaubten 10A (z.B. ein Blei oder Li Akku), geht bei so einer Messung meist das Messgerät drauf.

PlusKlemme vor dem Widerstand und MinusKlemme nach dem Widerstand aber vorm Led (weiss nicht was das zeigen sollte aber ich hab es probiert) - 120mA (Led leuchtet bei der Messung noch heller)

Wenn Du das oben gesagte darauf anwendest ist klar, was passiert: Du überbrückst den 100 Ohm Widerstand mit dem 0.1 Ohm Widerstand des Messgeräts. Dadurch wird die LED quasi ohne Vorwiderstand betrieben und sie zieht entsprechend viel Strom (120 mA), weil sie bei 3.2V und einem 0.1 Ohm 'Vorwiderstand' eben zu viel Strom zieht (da hattest Du Glück, dass die LED das überlebt hat).

2. wie oben 2. 32mA (Led geht bei der Messung aus)

Hier gilt das gleiche... Du hast die LED mit dem 0.1 Ohm Widerstand des Messgeräts überbrückt (dann ist sie natürlich aus) und misst den Strom der bei 3.2V Spannung durch einen 100 Ohm Widerstand fließt... Also 3.2V / 100 Ohm = 0.032A
Korrekte Messung der Stromstärke wäre so:
Entweder so wie oben (Spannungsabfall am Vorwiderstand messen - ist bei einem genauen Vorwiderstand die beste Messung)
oder Ampere-Messgerät in Reihe zum Verbraucher, also:
+ vom Netzteil nach + vom Ampere-Messgerät, - vom Ampere-Messgerät zum Vorwiderstand, Vorwiderstand nach + vom LED, - vom LED nach - vom Netzteil.
Dann solltest Du wieder die oben berechneten 12mA sehen...

wenn ich Plus ins mA reinstecke zeigt er nur noch 0.000 - vielleicht ist es am mA Buchse kaputt)

Nein, nicht die Buchse, aber die Sicherung. Der mA Bereich ist normalerweise abgesichert, damit Du eben nicht gleich das Messgerät zerstörst, wenn Du es auf den Ampere-Bereich stellst und direkt mit einer Spannungsquelle verbindest...

Wenn Du anfängst mit Transistoren oder guten LEDs zu experimentieren: Sei etwas vorsichtiger und frag ggf. vorher nach. Diese Bauteile sind empfindlich und nehmen einem jeglichen Fehler meist sehr übel sprich sie brennen sofort durch...

[radio]

Hey Danke, das ergibt einen Sinn, ich wollte ja meinen Fehler auch gleich selber erklaeren, da mir einen Kollegen die Augen heute auch geoeffnet hat.
Danke nochmals, werd heute Abend weiter fleissig testen
EDIT: hab jetzt meinen Multimeter aufgemacht und gesehen, dass die kleinere 1A Sicherung tot ist, müsste mal schauen wie sie am schnellsten zu bekommen ist (wieder mal eine Verzögerung )