Leuchtdioden – LED-Grundwissen – Schaltungsaufbau, Inbetriebnahme, Berechnung

Die Leuchtdioden gehören zu den interessantesten Bauteilen der Elektronik und wurden im Jahr 1960 erfunden. Zunächst gab es sie nur in rot und nach und nach auch in gelb und grün. Gegenüber konventionellen Leuchtmitteln haben sie wesentliche Vorteile. Der geringere Stromverbrauch und die lange Lebensdauer sind einer der großen Pluspunkte. Auch entwickeln sie kaum Wärme und sind sehr unempfindlich gegenüber Erschütterungen. So fasst mg-spots.de im Video die wichtigsten Vorteile einer LED zusammen.

Früher fand die LED weniger Beachtung. Mittlerweile gibt es sie in allen möglichen Farben, Formen und die Einsatzgebiete sind riesig.

Eigenschaften der LED

Wie auch bei anderen Dioden, ist die Polung der Diode wichtig. So ist der längere Stiel der LED an die Anode anzuschließen und der kürzere Stiel an die Kathode. Auch gegenüber Spannungsschwankungen ist die LED sehr empfindlich. Auch hier ist ein in Reihe geschalteter Widerstand von enormer Bedeutung. Typische Schwellspannungen der LED sind bei Rot 1,7 V, bei Grün 2,2 V und bei Blau 3 V.

Schaltungsaufbau

Im Schaltungsaufbau wird eine einfache Schaltung nachgebaut und kann von euch nachgebaut werden. Dafür werden Schraubklemmen, 9V Batterie, Diode, Widerstand, 9V-Clip und einen kleinen Schraubendreher. Dies genügt um eine LED in Betrieb nehmen zu können.

Vorwiderstandsberechnung

In Vorwiderstand ist zwingend erforderlich. Das Ohmsche Gesetz der Reihenschaltung findet auch hier wieder Einsatz. Im Beispiel des Schaltungsaufbaus ist UD ( Diodenspannung / Schwellspannung) 2 Volt und ID ( Diodenstrom) etwa 20mA. Die Formel würde wieder lauten: URV = UB (9V)- UD und die Formel für RV wäre dann: RV = URV : ID. Es würde ein Wert von 350 Ohm herauskommen. Es handelt sich dabei aber nicht um einen Normwert. Der nächst höhere Normwert wäre dann 390 Ohm. Diesen könnte man ohne Probleme verwenden.

Reihenschaltungen mit LEDs

Sollen mehrere LEDs an einer Spannungsquelle zum Einsatz kommen, ist es sinnvoll, dass so viele wie möglich in Reihe geschaltet werden. Hier wird lediglich ein Vorwiderstand benötigt. Es ist aber wichtig, dass aber nur so viele Leuchtdioden in Reihe geschaltet werden dürfen, dass am Vorwiderstand noch mindestens 2-3 V Spannungsabfall übrig bleibt.

Die Berechnung funktioniert fast genauso wie bei der „Vorwiderstandsberechnung“ bei einer LED. Man muss lediglich den Wert UD durch n*UD ersetzen. In diesem Fall steht n für die Anzahl der Leuchtdioden.

Parallelschaltung von LEDs

Normalerweise wird diese eher nicht eingesetzt. Da in diesem Fall viel Energie verbraucht wird und für jeden Zweig ein Vorwiderstand benötigt wird. Würde in dieser Schaltung aber eine LED ausfallen, würden die anderen LEDs noch weiter leuchten.


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