LEDs (LEDs) sind eine beliebte und energieeffiziente Lichtquelle, die in einer Vielzahl von Geräten und elektronischen Geräten aktiv eingesetzt wird. Für einen erfolgreichen Betrieb muss jedoch der richtige Widerstand ausgewählt werden, um den durch die LED strömenden Strom zu begrenzen.
Einer der wichtigsten Parameter einer LED ist der «Spannungsabfall», dh die minimale Spannung, die benötigt wird, um sie zu betreiben. Die Größe des Spannungsabfalls hängt vom Typ der LED ab und kann zwischen 1,8 und 3,6 Volt variieren. Wenn die Spannung im Stromkreis den Spannungsabfall der LED übersteigt, kann sie ausfallen. Um die LED zu schützen, muss daher ein Widerstand korrekt berechnet werden, der den Strom begrenzt und die LED ordnungsgemäß funktioniert.
Der Spannungsabfall am Widerstand kann unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes berechnet werden. Um dies zu tun, müssen Sie den Wert des Stroms kennen, der über die LED geliefert werden soll, und den Spannungsabfall an der LED selbst. Dann können Sie die Formel verwenden:
V = I × R
wo V - spannungsabfall am Widerstand, I - strom, der durch die LED fließt, R - widerstand des Widerstands.
Wenn Sie den Spannungsabfallwert der LED und den gewünschten Strom kennen, können Sie den gewünschten Widerstand des Widerstands berechnen. Der resultierende Widerstandswert sollte auf den nächsten Standardwert abgerundet werden.
So berechnen Sie den Spannungsabfall
Bei der Auswahl eines Widerstands für eine LED ist es wichtig, den Spannungsabfall der LED und die Spannungswerte der Stromversorgung zu berücksichtigen. Der Spannungsabfall an der LED hängt von der Farbe und dem Typ der LED sowie vom gewählten Strom für den Betrieb der LED ab.
Das ohmsche Gesetz kann verwendet werden, um den Spannungsabfall an einem Widerstand zu berechnen, der besagt, dass die Spannung am Widerstand direkt proportional zum durch ihn strömenden Strom und seinem Widerstand ist:
U = I * R
wo U - spannungsabfall am Widerstand, I - strom, der durch den Widerstand fließt, R - widerstand des Widerstands.
Sie können die folgende Formel verwenden, um den Widerstand eines Widerstands zu berechnen:
R = (Ub - Ust) / Iust
wo Usv - spannungsabfall an der LED, Uist - spannung der Stromversorgung, Iust - ausgewählter Strom für den Betrieb der LED.
Um also den Spannungsabfall am Widerstand zu berechnen, wenn Sie ihn für eine LED auswählen, müssen Sie den Spannungsabfall an der LED, den Spannungswert der Stromversorgung und den gewählten Strom für die LED kennen. Anhand dieser Daten ist es möglich, den erforderlichen Widerstand eines Widerstands mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes zu berechnen.
Spannungsabfall bei der Auswahl eines Widerstands für die LED
Um den erforderlichen Widerstandswert zu berechnen, bestimmen wir die Spannungsdifferenz zwischen der Stromversorgung und der LED. Nehmen wir zum Beispiel an, wir haben eine rote LED (mit einem Spannungsabfall von 1,8 V) und ein Netzteil mit einer Spannung von 5 V.
| Stromversorgung (5 V) | LED (1,8 V) | Widerstand | |
|---|---|---|---|
| Spannung | 5 V | 1,8 V | 3,2 V |
Um den Widerstandswert zu berechnen, verwenden wir das ohmsche Gesetz: Der Widerstand ist gleich der Spannung geteilt durch die Stromstärke. Dabei ist die Stromstärke gleich dem Spannungsabfall an der LED geteilt durch den Widerstand des Widerstands. Daher können die Widerstandswerte des Widerstands anhand der Formel berechnet werden:
Widerstand (Ohm) = (Spannung (V) - Spannungsabfall an der LED (V)) / Stromstärke (A).
Wenn in diesem Beispiel angenommen wird, dass die gewünschte Stromstärke über die LED 20 mA (0,02 A) beträgt, kann der Widerstandswert wie folgt berechnet werden:
Widerstand (Ohm) = (5 V - 1,8 V) / 0,02 A = 160 Ohm.
Daher wird für dieses Beispiel ein Widerstand mit einem Nennwert von 160 Ohm empfohlen. In Wirklichkeit wäre der am nächsten verfügbare Standardwert des Widerstands jedoch 150 Ohm oder 180 Ohm, was ebenfalls akzeptabel wäre.
Berechnung des Spannungsabfalls
Bei der Auswahl eines Widerstands für eine LED ist es notwendig, den Spannungsabfall am Widerstand zu berechnen, damit die LED mit der gewünschten Helligkeit und dem sicheren Strom arbeitet. Die Bestimmung des gewünschten Widerstands beinhaltet die Verwendung des ohmschen Gesetzes und die Kenntnis der Eigenschaften der LED.
Zuerst müssen Sie den gewünschten Strom bestimmen, der durch die LED fließt. Dies kann aus dem Datumsthema der LED oder anderen Informationsquellen ermittelt werden. Bezeichnen wir es als ID.
Als nächstes finden wir die Spannung, die am Widerstand zurückgesetzt werden muss. Normalerweise haben LEDs einen bestimmten Spannungsabfall, der auch im Datumsbereich angegeben ist oder in anderen Quellen gefunden werden kann. Bezeichnen wir es als VF.
Jetzt können wir das ohmsche Gesetz verwenden, um den Widerstandswert zu berechnen. Die Formel zur Berechnung des Widerstands bezieht sich auf die Differenz zwischen Eingang und Ausgangsspannungen, die in diesem Fall der Versorgungsspannung und dem Spannungsabfall an der LED entsprechen.
Berechnen Sie den Widerstand anhand der folgenden Formel:
Wobei R der Wert des Widerstands in Ohm ist, Vin - Versorgungsspannung.
Der resultierende Widerstandswert sollte auf den nächsten Standardwert abgerundet werden. Omikwiderstände können in den Tabellen der verfügbaren Standardwiderstandswerte gefunden werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Widerstand von Verbindungsleitern und Kontakten berücksichtigt werden kann, um den Spannungsabfall genauer zu berechnen und einen Widerstand auszuwählen. Für einfache Anwendungen reicht dies jedoch normalerweise aus.
Wie wählt man den richtigen Widerstand für die LED aus
Wenn Sie LEDs in elektronischen Schaltungen verwenden, müssen Sie den richtigen Widerstand auswählen, um Schäden an der LED zu vermeiden und ihre Haltbarkeit zu erhalten. Ein wichtiger Parameter, der bei der Auswahl eines Widerstands berücksichtigt werden muss, ist der Spannungsabfall.
Der Spannungsabfall ist der Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und der LED-Spannung. Die Größe des Spannungsabfalls wird durch den Typ der LED und die Leuchtfarbe der LED bestimmt. Zum Beispiel beträgt der typische Spannungsabfall für eine rote LED etwa 2 V und für eine blaue LED etwa 3 V.
Um den optimalen Widerstandswert zu ermitteln, müssen Sie die Formel verwenden:
| Formel | Die Beschreibung |
|---|---|
| R = (VErnaehrungen - VLeuchtdiode) / I | Bestimmung des Widerstandswerts |
- R - Wert des Widerstands
- VErnaehrungen – Versorgungsspannung
- VLeuchtdiode - spannungsabfall an der LED
- I ist der Strom, der durch die LED fließt (dieser Wert wird normalerweise in der Dokumentation der LED angegeben)
Nachdem der Widerstandswert ermittelt wurde, wird empfohlen, den nächsten Standardwert aus der Widerstandsreihe E12, E24 oder E48 auszuwählen. Es sollte auch die Leistung des Widerstands berücksichtigt werden, damit er nicht überhitzt und seine Eigenschaften nicht verliert.
Beachten Sie, dass Sie bei der Arbeit mit mehreren in Reihe geschalteten LEDs einen gemeinsamen Widerstand für alle LEDs verwenden können, aber Sie müssen den Gesamtstrom aller LEDs berücksichtigen und einen Widerstand unter Berücksichtigung dieses Werts auswählen.
Auswahl eines Widerstands für eine LED
Wenn Sie die LED über einen Widerstand an die Stromquelle anschließen, müssen Sie den Widerstandswert korrekt berechnen, um eine Beschädigung der LED zu vermeiden und eine optimale Funktion zu gewährleisten.
Der erste Schritt zur Auswahl eines Widerstands besteht darin, die gewünschte Spannung an der LED zu bestimmen. Jede LED hat eine bestimmte Betriebsspannung, die bei Berechnungen berücksichtigt werden muss. Dieser Wert wird normalerweise in den technischen Spezifikationen der LED angegeben.
Als nächstes müssen Sie den maximalen Strom bestimmen, der durch die LED fließen kann. Dieser Wert wird auch in den technischen Daten angegeben und beträgt normalerweise mehrere Milliampere (mA).
Der Widerstandswert selbst wird anhand der Formel berechnet:
R = (Vsupply - VLED) / I
- R - widerstandswert in Ohm;
- Vsupply - spannung der Stromversorgung;
- VLED - betriebsspannung der LED;
- I - maximaler LED-Strom.
Der resultierende Widerstandswert wird auf den nächsten Standardwert gerundet, der auf dem Markt verfügbar ist. Ein perfekt aufeinander abgestimmter Widerstand wird dazu beitragen, die gewünschte Helligkeit der LED zu erreichen und ihre Lebensdauer zu verlängern.
Es sollte beachtet werden, dass der Spannungsabfall am Widerstand durch Erhitzen begleitet werden kann, daher ist es ratsam, einen Widerstand mit einer Leistungsreserve zu wählen.
Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass die obige Formel allgemein ist und in einigen Fällen eine zusätzliche Analyse der technischen Eigenschaften der LED und der Stromversorgung erforderlich sein kann, um den Widerstand genauer auszuwählen.
