LEDs gehören zu den beliebtesten Elementen für Beleuchtung und Anzeige. Damit die LED jedoch richtig und lange funktioniert, ist es notwendig, den richtigen Widerstand auszuwählen, der den durch die LED fließenden Strom regelt.
Der erste Schritt bei der Berechnung des Widerstands für eine LED besteht darin, die Versorgungsspannung und die Spannung der LED zu bestimmen. Die Versorgungsspannung wird normalerweise im LED-Datum angegeben, und die LED-Spannung kann mit einem Multimeter ermittelt werden.
Dann ist es notwendig, den gewünschten Strom zu bestimmen, der durch die LED fließt. Damit die LED stabil arbeitet und nicht überhitzt, wird empfohlen, einen Strom kleiner als den maximal zulässigen Wert zu verwenden. Normalerweise wird der maximal zulässige Strom in der LED-Datumsanzeige angezeigt.
Nachdem Sie die Versorgungsspannung, die LED-Spannung und den gewünschten Strom bestimmt haben, können Sie mit der Berechnung des Widerstands fortfahren. Die Formel für die Berechnung des Widerstands lautet: R = (Vversorgung ist V-LED) / I, wobei R der Widerstand des Widerstands ist, Vversorgung ist die Versorgungsspannung, V-LED ist die Spannung der LED und I ist der gewünschte Strom.
Warum brauche ich einen Widerstand für eine LED?
Die Hauptaufgabe eines Widerstands in einer LED-Schaltung besteht darin, den durch die LED fließenden Strom zu begrenzen. LEDs haben eine bestimmte Versorgungsspannung und einen Nennstrom, bei dem sie am effizientesten und sichersten arbeiten. Wenn diese Parameter überschritten werden, kann die LED ausbrennen oder sogar stark beschädigt werden.
Ein Widerstand ist ein Element, das einen Widerstand gegen elektrischen Strom erzeugt. Die Widerstände sind in Reihe mit der LED verbunden, um den durch sie fließenden Strom zu reduzieren. Der Widerstandswert des Widerstands wird so berechnet, dass der richtige Strom zur Verfügung gestellt wird, der den Parametern der LED entspricht.
Die Verwendung eines Widerstands in einer LED-Schaltung schützt die LED daher vor Beschädigungen und sorgt für einen zuverlässigen und effizienten Betrieb.
Schritt 1: Bestimmung der LED-Spannung
Die Spannung der LED wird normalerweise in der Datumsanzeige der LED oder auf der Verpackung angegeben. Dieser Wert kann je nach LED-Typ und Farbe variieren. Zum Beispiel können LEDs in verschiedenen Farben unterschiedliche Spannungen haben: rote und gelbe LEDs können eine Spannung von etwa 1.8-2.2V haben, grüne LEDs von etwa 2.2-3.4V und blaue und weiße LEDs von etwa 3.0-3.6V.
Die Bestimmung der LED-Spannung ist ein wichtiger Schritt, da eine falsch gewählte Spannung dazu führen kann, dass die LED nicht richtig funktioniert oder sogar beschädigt wird.
Schritt 2: Berechnung des LED-Strompegels
Um den Strompegel zu berechnen, müssen Sie die Versorgungsspannung und den maximalen Strom der LED kennen. Normalerweise haben LEDs einen Nennstrom von z. B. 20 mA.
Wenn Sie eine LED mit einem anderen Nennstrom verwenden müssen, müssen Sie die Formel für die Berechnung verwenden:
Strom (mA) = (Versorgungsspannung (V) - LED-Spannung (V)) / Widerstand (Ohm)
Auf diese Weise können Sie den Widerstandswert neu berechnen, um den gewünschten Strompegel über die LED zu erreichen.
Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass der maximale Strom der LED seine zulässige Grenze nicht überschreiten darf. Wenn der aktuelle Strom diese Grenze überschreitet, kann die LED überhitzen und ausfallen.
Schritt 3: Verwenden des ohmschen Gesetzes
Um den Widerstand für eine LED richtig zu berechnen, muss das ohmsche Gesetz verwendet werden. Das ohmsche Gesetz stellt eine Beziehung zwischen Spannung, Widerstand und Strom in einem Stromkreis her.
Die Formel des Ohmschen Gesetzes hat folgende Form:
U = I * R
- U - spannung im Stromkreis (in Volt)
- I - strom, der durch den Stromkreis fließt (in Ampere)
- R - widerstand in der Schaltung (in Ohm)
Für LEDs wird normalerweise eine Spannung zwischen 2 und 3.5 Volt verwendet. Es ist auch bekannt, dass die typische Betriebsspannung für die meisten LEDs etwa 2.1 Volt beträgt.
Um den Widerstand zu berechnen, müssen Sie den erforderlichen Strom kennen, den die LED für den Betrieb benötigt. Normalerweise geben LED-Hersteller den maximalen Strom an, bei dem die LED stabil läuft.
Schritt 4: Auswählen eines Standardwiderstandswerts
Die Standardwerte für Widerstände werden normalerweise im internationalen System der E-Serie (E6, E12, E24 usw.) angegeben. Die E12-Serie ist beispielsweise eine Sammlung von Werten mit einem bestimmten Schritt, der aus 12 verschiedenen Werten besteht.
Um einen geeigneten Standardwiderstand für eine LED auszuwählen, suchen Sie nach dem nächsten Wert aus der verfügbaren E-Serie. Wenn der resultierende Wert für Sie nicht geeignet ist, können Sie ihn auf den nächsten Wert runden.
Es ist wichtig zu beachten, dass ein niedrigerer Widerstand des Widerstands dazu führen kann, dass der Strom durch die LED ansteigt und beschädigt wird, und ein höherer Widerstand kann dazu führen, dass die LED nicht ausreichend leuchtet.
Wählen Sie den nächsten Standardwert des Widerstands aus, wenn Sie die Anforderungen an die LED und mögliche Raumeinschränkungen des Widerstands berücksichtigen, z. B. die Abmessungen des Widerstands.
Schritt 5: Überprüfen der Widerstandsleistung
Nachdem der Widerstandswert für die LED anhand der Formel berechnet wurde, ist es auch wichtig sicherzustellen, dass der Widerstand die erforderliche Leistung erreicht.
Die Widerstandsleistung kann durch die Formel bestimmt werden:
P = I x I x R
wobei P die Leistung des Widerstands (in Watt) ist, I der Strom, der durch die LED fließt (in Ampere), R der Wert des Widerstands (in Ohm).
Stellen Sie sicher, dass der Widerstand so gewählt ist, dass seine Leistung gleich oder größer als der resultierende Wert ist. Andernfalls kann der Widerstand überhitzen und ausfallen.
- Überprüfen Sie die Widerstandsleistung anhand der Formel.
- Vergleichen Sie den resultierenden Wert mit der zulässigen Widerstandsleistung.
- Wählen Sie einen Widerstand mit einer Leistung, die größer oder gleich dem erhaltenen Wert ist.
Vergessen Sie nicht, dass die Widerstandsleistung als Nennleistung (z. B. 1/4 W, 1/2 W) anstelle des genauen Wertes ausgedrückt werden kann.
Die richtige Wahl des Widerstands unter Berücksichtigung seiner Leistung ermöglicht einen zuverlässigen und sicheren Betrieb der LED.
