Fragen zu Strom/Spannung und Widerstand

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

 

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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 also das 4-fache.

 

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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.

 

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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.

 

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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 !!!