Servus,
also eigentlich ist das ganz einfach zu berechnen...
Wenn man eine LED zum Leuchten bringen möchte, dann darf man sie nicht direkt an die Betriebsspannung anschließen. Die LED würde dadurch unweigerlich zerstört werden. Meistens so schnell, dass man sie nicht einmal aufblitzen sieht. Also muss man zu einem Vorwiderstand greifen, den man in Reihe vor die Diode schaltet.
Wenn im Elektronik-Katalog nichts anderes angegeben ist, geht man von 2 Volt "Brennspannung" an der LED aus. Es fallen also 2 Volt schon mal an der LED ab, wenn diese leuchtet. Also bleibt der "Rest" der Betriebsspannung für den Vorwiderstand "übrig".
Man rechnet also: U Versorgung - U LED = U Widerstand
Weiterhin nimmt man für den Strom durch die Diode 20 mA an, wenn im Datenblatt oder im Elektronik-Katalog nichts anderes angegeben ist. Man hat also nun die Spannung am Widerstand und den Strom, der durch den Widerstand fließt, weil es sich ja um eine Reihenschaltung handelt.
Jetzt benötigt man nur noch das ohmsche Gesetz: U=R*I .
--> U/I = R*I/I , rechts kann man I heraus kürzen, also ist R=U/I
Grüne, blaue, gelbe, weiße und orangene LEDs haben meistens ein wenig andere "Brennspannungen" und auch andere Ströme, um mit der richtigen Helligkeit zu leuchten. Die muss man dann natürlich noch aus einem Datenblatt oder aus dem Elektronik-Katalog entnehmen und in die Formel entsprechend einarbeiten. Aber für rote Standard-LEDs kommt die Annahme mit 20mA und 2 Volt gut hin, das passt eigentlich immer. Auch gelbe und grüne LEDs sollten damit gut leuchten.
KFZ-Batterie mit 12 Volt:
Eine 12-Volt Auto-Batterie hat voll geladen eine Leerlaufspannung von 13,8 Volt.
Also:
Spannung am Widerstand: 13,8V - 2 V = 11,8 Volt
Gewünschter Diodenstrom: 20 mA ---> 0,02 A
Widerstandsberechnung: R= 11,8 V / 0,02 A ----> R= 590 Ohm
Wenn man den Vorwiderstand berechnet hat, fällt an ihm genau die Spannung ab, die die Diode "nicht braucht". Und es fließt der Diodenstrom durch diesen Widerstand, weil es ja eine Reihenschaltung ist. Also entsteht eine Leistung in dem Widerstand, die in Wärme umgewandelt wird. Damit der Widerstand von dieser Wärmeleistung nicht anfängt zu schmoren, muss man ihn für die jeweilige Leistung auslegen.
Leistung P ist gleich Spannung U mal Strom I : P = U*I
Da wir die Spannung an einer roten Diode mit 2 Volt angenommen haben, liegt ja die restliche Spannung am Widerstand an. Also nehmen wir die gleiche Spannung, die wir schon einmal berechnet haben: U Versorgung – U diode.
Den Strom haben wir ja nach unserer Faustformel mit 20 mA angenommen, also benutzen wir ihn hier auch wieder:
Im KFZ-Beispiel wäre das dann:
P=11,8 Volt mal 0,02 Ampere --> P = 0,236 Watt oder P = 236 Milliwatt oder P=236 mW.
Man wählt dann also einen Widerstand, der eine größere Leistung als dieses Ergebnis verkraften kann, vielleicht 250 mW.
Dieser Widerstand wird dann nicht zu warm werden.
Hoffe als E-Technik Student geholfen zu haben...
Gruß Johannes
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