Reihenschaltung Verständnis Problem

  • Hihi,
    schönen guten Tag.
    Ich bräuchte eure Hilfe. Ich habe ein kleines Problem das ich mir alleine nicht erklären kann.
    Ich habe mir ein Breadboard mit diversen Teilen gekauft um mich näher mit der Elektronik zu befassen.


    Nun habe ich mir eine Schaltung aufgebaut in der ein Widerstand ( 323 Ohm) und 3 LEDs (2,50V; 20mA) in Reihe geschalten wurden, bei einer Spannung von 8,27 V.
    Es leuchtet auch alles.
    Nun habe ich die einzelnen Ströme gemessen bei :
    1 LEDs + Widerstand (323 Ohm) einen Strom von 18,38mA gemessen.
    2 LEDs + Widerstand (323 Ohm) einen Strom von 13,17mA gemessen.
    3 LEDs + Widerstand (323 Ohm) einen Strom von 8,16mA gemessen.


    Nur wenn ich nun mathematisch diese Ströme errechnen will komm ich auf ein total anderes Ergebniss.


    1 LED + Widerstand:
    2,50V muss ich von der Batterie Spannung abziehen oder? Bitte erklären wenn "Ja" warum das so gemacht wird und wenn "Nein" warum nicht.
    8,27V - 2,50V = 5,77 V


    Nun verwende ich U=R*I um den Strom zu ermitteln.
    I = U/R I = 5,77 V/323 Ohm = 0,01786 A * 1000 = 17,86mA ( Wenn man 5% Toleranz gewährt liegt die Zahl sehr nahe am gemessenen.)


    Bei einer Led klappt diese Rechnung nur wenn ich jetzt den Strom von 2 oder 3 LEDs berrechnen will kommt nur Blödsinn bei raus.


    Könnt mir eventuell jemand die Formel erläutern?

  • es gibt keine Formel für LEDs die sind Dioden und die Kennline ist nicht linear


    Es gibt eine typische LED Spannung Uf und die gilt in weiten Bereichen bei fast jedem Strom.


    Für eine LED gilt Versorgung - Uf = U an Vorwiderstand und für mehrere LEDs n -> Versorgung - (n * Uf) = U an Vorwiderstand


    wenn n * Uf größer als die Versorgung wird klappts halt kaum

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Es ist schon gesagt worden von jar, und wird auch in dem guten Artikel von Wolfgang erwaehnt - ich sag's nur noch mal extra, weil es bei mir auch extra lange gedauert hat, bis dieser spezielle Groschen gefallen ist.


    Die Spannung Uf ist (weitestenteils) konstant. Soll heissen: ueber einer Diode faellt die Spannung immer um diesen Betrag ab, sofern die Spannungsquelle und der Vorwiderstand genug Raum dafuer lassen. Wenn die Spannung aber konstant ist, und der Strom vom Vorwiderstand abhaengt - dann muss ja etwas nachgeben. Und das ist der "innere" Widerstand der LED.


    Ein Beispiel: wenn ich nur eine LED in Reihe mit einem Vorwiderstand R habe, bildet der bezueglich der Versorgungspannung U einen Spannungsteiler. Dieser teilt die Spannung aber *immer* im Verhaeltnis Uf : (U - Uf) (wie auch schon von jar erwaehnt).


    Verringere ich also jetzt R (was bei einem normalen Spannungsteiler die Spannung ueber dem anderen Widerstand erhoehen wuerde), dann "regelt" die LED nach, und verringert ihren eigenen Widerstand so lange, bis der Abfall von Uf wieder erreicht ist.


    Die Konsequenz ist natuerlich, dass mehr Strom fliesst - die LED wird heller, und irgendwann wird sie ganz kurz ganz hell und dann sehr dunkel... wenn man zu wenig Vorwiderstand hat :)


    Wie schon erwaehnt - wurde alles schon (im Zweifel richtiger) gesagt, ich habe nur lange gebraucht, bis ich diese Eigenschaft von Halbleitern ihren Widerstand so zu regeln, dass ein Spannungsbetrag abfaellt so halbwegs verstanden habe. Aehnliches passiert naemlich auch bei einem Transistor, da sind es, wenn ich nicht ganz falsch liege, gerne mal 0.7 Volt, die der sich "genehmigt".


  • Nur wenn ich nun mathematisch diese Ströme errechnen will komm ich auf ein total anderes Ergebniss.


    Für LEDs berechnet man eher den notwendigen Widerstand, nicht den Strom. Nimm das Datenblatt der LED(s) zur Hand. Darin steht die Flussspannung, die kannst du nicht verändern. Auch der mögliche Strom wird dem Datenblatt entnommen und kann je nach gewünschter Leuchtintensität im angegebenen Bereich variieren. Die Versorgungsspannung für die in Reihe liegenden LEDs, muss in der Summe höher als die in Reihe liegenden Flussspannungen sein.


    Der Vorwiderstand berechnet sich nach dem ohmschen Gesetz, das ist schon richtig.


    Rv = (Ub-ULEDs)/Ileds


    Rv = Vorwiderstand
    Ub = Betriebsspannung
    ULEDs = Summe der Flussspannungen
    ILEDs = Betriebsstrom

    Edited once, last by flyppo ().

  • Hi

    Quote

    Könnt mir eventuell jemand die Formel erläutern?


    Und wenn Du mit Elektronik- Lernen ernst meinst, dann HIER die Formel.
    >die kirchhoffsche Maschenregel<
    Gruß
    Georg

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:

  • Danke^^
    Ich hätte noch ein Problem.^^
    Ich habe mir nun nochmals eine einfache Schaltung aufgebaut mit einem Widerstand 1k Ohm und einer LED die gleiche wie oben.
    Ich möchte nun den gesamten Widerstand messen (1k Ohm + LED). Ich stelle das Multi meter auf 2000 Ohm. Wenn ich nun den Widerstand messen will von der kompletten Schaltung, leuchtet die LED leicht auf aber es zeigt mir keinen Widerstandswert an wieso ist das so? Ist das Multimeter kaputt? Ohne LED wird der Widerstandswert angezeigt.
    Natürlich ist alle Strom los.
    (+)o-----------------------1K (Widerstand) ------------LED-------o(-)

    Edited once, last by malabhau ().

  • In der Elektrotechnik / Elektronik gibt es Passive wie auch Aktive - Elemente.
    Ein Widerstand ist ein Passives Element, - hat nur einen Widerstand.
    Eine LED ist ein Aktives Element, ... sein Widerstand kann man NUR im aktiven Zustand messen.


    Gruß
    Georg

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:


  • In der Elektrotechnik / Elektronik gibt es Passive wie auch Aktive - Elemente.
    Ein Widerstand ist ein Passives Element, - hat nur einen Widerstand.
    Eine LED ist ein Aktives Element, ... sein Widerstand kann man NUR im aktiven Zustand messen.


    Ich würde es anders formulieren: :shy:


    Es gibt Bauteile mit "linearem" Verhalten - der übliche Widerstand z.B., Kondensatoren usw. - deren Verhalten ist einfach berechenbar (Ohmsches Gesetz z.B.)
    Und es gibt Bauteile mit nichtlinearem Verhalten: LED's, aber auch z.B. Heißleiter gehören dazu. Da zieht z.B. das Ohmsche Gesetz nicht, weil das Bauteil aufgrund des Sperrschichtdurchbruchs (simpel gesprochen: Elektronen tunneln durch die Sperrschicht, interagieren mit dem Halbleiter und es wird Strahlung erzeugt) sich jetzt nichtlinear verhält (Spannung steigt, aber der "inner Widerstand" sinkt so, dass die Spannung über der Sperrschicht nur unwesentlich weiter steigt - abhängig von der Dicke der Schicht und der Dotierung und. und. und.... - dafür gibt es dann die Kennlinie für das konkrete Bauteil beim Hersteller, der mit dieser Kennlinie in etwa angibt, wie sich das Teil verhalten wird...


    Eine LED als aktives Bauteil zu klassifizieren, hm.... :s ... die tut ja eigendlich nix... (außer leuchten und ein bisschen zu heizen)... hat aber nichtlineares Verhalten bzgl. der Spannungs-Stromkennlinie/Widerstandskennlinie.


    Mfg, das Zen

  • eine LED Diode ist ein - ja ehe "komisches Teil" jedoch ein aktives Bauteil.
    Und ich stehe dazu! (Aktives Bauteil)
    Klik


    Was aber viel wichtiger ist; -> wurde dem Fragensteller geholfen? .... hat er noch weitere fragen?


    Gruß
    Georg

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:

    Edited once, last by georg-Lu_1963-1 ().

  • Die Diskussion ist sicher sehr interessant. Trotzdem eine kleine Anmerkung meinerseits:
    Das Forum hier ist glaube ich nicht gedacht ein Elektronik-Studium zu vermitteln. Die verbalen Beiträge ohne Anschauungsmaterial sind didaktisch auch sehr ungeeignet einem Laien etwas verständlich zu machen.
    Deshalb mein Rat Google zu verwenden und geeignete Seiten aufzusuchen oder besser noch sich ein Buch bei Amazon zu bestellen.
    Beispiel Seite:
    http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/


    Kennlinie einer Diode:
    https://www.uni-kassel.de/eecs…re/ETP1/I_U_Kennlinie.pdf



    Viel Spass beim Studieren

    Softwarefehler suchen ist wie Pilze suchen. Wenn man erst einen gefunden hat, findet man meist mehrere.


    Bei Hardware ist es schlimmer, da findet man bereits Fehler wenn man gar keine sucht!

    Edited once, last by Wolfgang Glück ().


  • Ich möchte nun den gesamten Widerstand messen (1k Ohm + LED). Ich stelle das Multi meter auf 2000 Ohm. Wenn ich nun den Widerstand messen will von der kompletten Schaltung, leuchtet die LED leicht auf aber es zeigt mir keinen Widerstandswert an wieso ist das so? Ist das Multimeter kaputt? Ohne LED wird der Widerstandswert angezeigt.
    Natürlich ist alle Strom los.
    (+)o-----------------------1K (Widerstand) ------------LED-------o(-)


    Du kannst halt bei LED den Widerstand nicht so messen, dazu gibt es Diodenmessungen.


    Welchen Widerstand willst du denn bei der LED messen?
    Es gibt statische und differenzielle Widerstände, eine LED hat einen differenzellen Widerstand der ungleich einem statischen ist.


    Gleichwohl gilt immer:


    U = R x I oder


    R = U / I


    du kannst natürlich den differenziellen R einer LED indirekt messen (nicht mit EINEM Multimeter, aber mit 2)


    Du speist deinen geringen Strom aus einem Labornetzteil ein der die LED grad leuchten lässt und misst den Stom und die Spannung der LED, dann erhöhst du den Strom so das die LED nicht kaputt geht also bis zum Strommaximum was dir das Datenblatt der LED sagt(Dauerstom nicht Spitzenstrom) und misst Strom und Spannung, der Differenziell R der LED ist delta U / delta I aber das Wissen ist hier wenig hilfreich, soll nur zeigen das es verschiedene Widerstände gibt und dein Wunsch einen statischen Widerstand zu ermitteln sinnlos ist bei einem Bauteil welches keinen statischen Widerstand hat.

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Edited once, last by jar ().

  • Quote from jar


    Gleichwohl gilt immer:


    U = R / I oder


    R = U / I


    U = R * I

  • U = R * I


    hab ich echt den dummen Fehler gemacht ? na egal einer passt ja immer auf!

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Edited once, last by jar ().

  • Hallo Jar,


    hab ich echt den dummen Fehler gemacht ? na egal einer passt ja immer auf!


    huch, ist mir jetzt gar nicht aufgefallen. Vielleicht, weil die Formel "sitzt".


    Ich hatte ja schon mal von meinem alten Physik-Lehrer erzählt. Da hieß die Formel RUDI wie R gleich U DURCH I. Einmal gehört - kann man nie mehr vergessen. Und mit den Grundrechenarten beliebig umformbar...



    Beste Grüße


    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    • Icon-Tutorials (IDE: Geany) - GPIO-Library - µController-Programmierung in Icon! - ser. Devices - kein Support per PM / Konversation

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

  • Also einen Widerstand einer LED kann man so einfach nicht messen, weil der Widerstandswert nicht gleich bleibt.
    Dann weiß ich wenigstens das ich nicht falsch gemessen habe.^^
    Danke für eure Hilfe.

    Edited once, last by malabhau ().

  • Ich glaube ich habe meine kleine Ampersicherung geschrottet.-.-
    Kann nun keinen Strom mehr messen. Nun habe ich von meinem Peaktech 1075 die kleine 200mA Sicherung raus genommen und mit diesen Multimeter eine Durchgangsprüfung an der Sicherung gemacht. Es kahm kein klingeln. Bei der großen Sicherung schon.
    Jetzt stellt sich mir die Frage wieso diese kaputt ist. Ich habe die Leitung getrennt und mein Multimeter auf 20mA gestellt. Zuerst habe ich auch etwas gemessen nur dann auf einmal nicht mehr. Wie gesagt das Breadboard wird mit einer 9V Block-Batterie betrieben.
    Wenn ich nun vielleicht ausversehen an einen Verbraucher gekommen wäre der auf der parallel gelegenen Strecke liegt hätte das die Sicherung zerstören können?