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Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

Diskutiere Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hi, Ich habe folgende Frage an euch, und zwar was ist nun entscheidend Relevant wenn ich Bauteile mit der für Ihn vorgesehenen Leistung versorgen...

  1. Dylan

    Dylan Schlitzeklopfer

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    Hi,
    Ich habe folgende Frage an euch, und zwar was ist nun entscheidend Relevant wenn ich Bauteile mit der für Ihn vorgesehenen Leistung versorgen möchte?

    Muss ich darauf achten, dass die vorgegebene Spannung anliegt? Oder muss ich ausschließlich darauf achten wieviel Strom fließen darf? Oder muss einfach nur beides kombiniert eine bestimmte Leistung erreichen?

    Beispiel anhand einer LED: Diese hat folgende Kenndaten:
    Spannung (typ.): 3.4V - 3.6V
    Betriebsstrom (typ.): 20mA - 30mA

    Betrieben werden soll diese mit einer 9V Batterie.

    Muss ich nun die Spannung irgendwie senken? Oder geht es nur darum dass aus der 9V Batterie höchstens 20-30mA fließen? Das würde dann ja heißen:

    9V/0,02A = 450Ohm

    Doch was besagen mir dann die 3,4-3,6V? Und wenn ich diese erreichen muss .. wie mache ich das bei einer 9V batterie? Help

    Vielen dank für's lesen.
     
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  3. #2 kalledom, 21.02.2010
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Hallo,
    mit Ausnahme von Halbleiterbauteilen (eine LED ist ein Halbleiter) sollte alles die angegebene Spannung bekommen. Der Verbraucher nimmt sich dann den Strom, der sich nach dem Ohmschen Gesetz ergibt: I = U / R. Siehe KHD Formeln
    Das Netzteil muß für den Strom ausgelegt sein, sonst wird es überlastet und geht kaputt.
    Die Spannung darf nicht höher sein, sonst geht der Verbraucher kaputt.
    Es gibt auch Verbraucher, die keine Unterspannung vertragen.

    Bei einer LED ist das anders, sie ist kein Ohmscher Verbraucher.
    Durch sie darf nur der angegebene Strom fließen, sonst wird sie zerstört.
    Der angegebene Strom wird mit der Durchlaßspannung erreicht. Bei geringer Erhöhung der Durchlaßspannung steigt der Strom sehr stark an.
    Es ist also für eine Strombegrenzung zu sorgen, die durch eine Konstantstromquelle oder im einfachen Fall mit einem Vorwiderstand erreicht wird. Siehe dazu KHD LED-Info
     
  4. Dylan

    Dylan Schlitzeklopfer

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Ok vielen dank für deine Hilfe, dennoch bleibt mir nun eine Frage:

    1Watt = 1Watt? Damit meine ich, es können ja 0,5V * 2A aber auch 2V * 0,5A jeweils einen Watt ergeben, macht dass dann einen unterschied bei den Verbrauchern? z.B. bei einem Elektromotor. Sie sagen, dass bauteile durch unter und überspannung zerstört werden kann, bedeutet dass dann für dieses Bauteil, welches z.b. durch überspannung zerstört werden kann, dass 10V * 20A nicht schädlich sind aber 20V * 10A ?

    Also ist eine LED bei der angegebenen Durchlassspannung am stabilsten und brauch an sich keinen Vorwiderstand?
     
  5. #4 kalledom, 21.02.2010
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Genau hier liegt Dein Denkfehler.
    Ich hatte bereits geschrieben, daß sich ein Verbraucher / Gerät den Strom nimmt, der sich durch seinen Widerstand an der Nennspannung ergibt.
    Wenn ein Gerät bei 10V 20A zieht, dann ist der Widerstand: R = U / I = 10V / 20A = 0,5 Ohm.
    Das ergibt eine Leistung von: P = U * I = 10V * 20A = 200W.
    Wenn nun die Spannung auf 20V erhöht wird, dann ergibt sich ein Strom von: I = U / R = 20V / 0,5 Ohm = 40A, weil sich der Widerstand ja nicht verändert.
    Dann ist die Leistung: P = U * I = 20V * 40A = 800W :eek: also das 4-fache.
     
  6. Dylan

    Dylan Schlitzeklopfer

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Gehen wir aber davon aus dass ich eine Widerstand davor setze der es wieder auf 200W begrenzt.

    10V * 20A = 200W, 0,5Ohm (Eigenwiderstand)
    20V * 10A = 200W, 0,5Ohm (Eigenwiderstand) + 1,5Ohm (Vorwiderstand) = 2Ohm gesamt.
     
  7. #6 kalledom, 21.02.2010
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Wenn Du einen Widerstand in Reihe zum Verbraucher setzt, dann wird bei gleicher Spannung der Strom kleiner und Du mußt ausrechnen, welche Spannung am Reihen-Widerstand abfällt und wieviel am Verbraucher bleibt.
    Der Strom ist: 20V / 2 Ohm = 10A
    Verbraucher: U = I * R = 10A * 0,5 Ohm = 5V ..... P = U * I = 5V * 10A = 50W
    Widerstand: U = I * R = 10A * 1,5 Ohm = 15V ..... P = U * I = 15V * 10A = 150W
    Der Reihen-Widerstand muß 150W aushalten; da kannst Du Spiegeleier drauf braten.
     
  8. Dylan

    Dylan Schlitzeklopfer

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Ok dann geht das so ja gar nicht.. Dann müsste ich es ja schon fast verstanden haben :)

    Vielen dank für die Hilfe, bei Fragen wende ich mich auf jedenfall wieder an auch :cool:
     
  9. #8 kalledom, 22.02.2010
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Bei LEDs mit kleinem Strom wird zur Strombegrenzung ein Widerstand eingesetzt.
    Beispiel:
    Die LED hat eine Durchlaßspannung von 2,8V und soll mit 20mA betrieben werden. Die Spannungsquelle hat 9V.
    Es müssen also 9V - 2,8V = 6,2V "vernichtet" werden, was ein Widerstand übernehmen kann. An ihm müssen diese 6,2V abfallen und das bei einem Strom von 20mA / 0,02A.
    Nach dem Ohmschen Gesetz ergibt sich ein Widerstandswert von R = U / I = 6,2V / 0,02A = 310 Ohm.
     
  10. Dylan

    Dylan Schlitzeklopfer

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Was dabei nur etwas verwirrend ist, wieso man nicht auf die 9V die 20mA begrenzt, wieso man also nicht: R = U / I -> 9V / 0,02A ausrechnet. (Dann fließen ja nur 0,02A und die LED erreicht durch den eigenwiderstand selbst die benötigte spannung^^)

    Ich möchte ja bei der Gesamten Spannung nur 0,02A erreichen oder etwa nicht. Wenn ich nur den Überschuss an Spannung begrenze (also die 6,2V) dann sind ja immernoch 2,8V "unbeaufsichtig".

    Ich hab doch nur berechnet, wieviel strom bei 6,2V fließen wird?
     
  11. #10 kalledom, 23.02.2010
    kalledom

    kalledom Lichtbogenlöscher

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    AW: Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

    Nein, Du hast festgelegt, wieviel Spannung bei 20mA an dem Widerstand abfallen, so daß an der LED die verbleibenden 2,8V abfallen.
    Wenn die LED an weniger als ca. 2,6V angeschlossen wird, fließt gar kein Strom, denn die LED ist ein Halbleiter !!! Wird sie (ohne Vorwiderstand) an mehr als 2,8V angeschlossen, geht sie wegen zu hohem Stromfluß kaputt.
    Genau wie bei einer Diode, bei der unter 0,7V auch nichts passiert; erst ab 0,5...0,6...0,7V beginnt sie leitend zu werden.
    Nix anderes passiert bei einer LED = Light Emitting Diode :-)

    Zur Berechnung des Stroms muß IMMER der Gesamtwiderstand genommen werden. Die Spannung teilt sich dann an den Einzelwiderständen auf.

    Edit: Wird eine LED falsch rum an eine Spannung über 5V angeschlossen, ist sie auf der Stelle hinüber, ohne jemals geleuchtet zu haben ! Auch mit Vorwiderstand !!!
     
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