Eine der wichtigsten Komponenten von LED-Glühbirnen sind Widerstände. Sie sind notwendig, um den an die LEDs ankommenden elektrischen Strom einzustellen. Die richtige Auswahl von Widerständen hilft, die Lebensdauer der Glühbirnen zu erhöhen und die optimale Helligkeit zu gewährleisten.
Ansatz bei der Auswahl von Widerständen ist es, den gewünschten elektrischen Strom für die LEDs zu bestimmen. Dieser Wert wird normalerweise in der Dokumentation der Glühbirne oder der LED selbst angegeben. Wenn wir den Stromwert kennen, können wir mit dem nächsten Schritt fortfahren.
Zweiter Schritt - berechnung des erforderlichen Widerstandswerts von Widerständen. Dazu können wir die Ohm-Formel verwenden: R = U/I, wobei R der Widerstand ist, U die Spannung an den Widerständen ist und I der erforderliche Strom ist. Wenn man bedenkt, dass die Spannung an den LEDs normalerweise etwa 2-3 Volt beträgt, können wir den Widerstandswert berechnen.
Zum Beispiel wenn wir eine LED mit dem erforderlichen Strom von 20 mA und einer Spannung von 2 Volt anschließen möchten, beträgt der Widerstandswert 100 Ohm (gemäß der Formel R = 2 / 0.02).
Nachdem wir den erforderlichen Widerstandswert berechnet haben, dritter Schritt - wählen Sie den nächsten Standardwert des Widerstands. Dazu können Sie Nachschlagewerke oder Online-Rechner verwenden. Der ideale Widerstandswert ist möglicherweise nicht immer verfügbar, also wählen Sie den nächstgelegenen Wert aus, der am besten geeignet ist.
Wenn Sie den gewünschten Widerstandswert kennen und einen geeigneten Widerstand auswählen, können Sie sicher sein, dass die LED-Lampen richtig funktionieren. Denken Sie daran, dass die richtige Wahl der Widerstände der Schlüssel zum erfolgreichen Betrieb und zur Langlebigkeit der Glühbirnen ist.
Wie wählt man die geeigneten Widerstände für LED-Glühbirnen aus
Wenn Sie LED-Lampen in elektrischen Schaltungen verwenden, müssen Sie die richtigen Widerstände auswählen, um eine optimale elektrische Übereinstimmung und eine lange Lebensdauer der Glühbirnen zu gewährleisten. Widerstände werden verwendet, um den Durchgangsstrom durch LEDs zu begrenzen, um eine Überlastung und mögliche Schäden zu verhindern.
Einer der wichtigsten Parameter, die bei der Auswahl von Widerständen berücksichtigt werden müssen, ist der Betriebsstrom der LED. Der Betriebsstrom bestimmt die Effizienz der LED und ihre Helligkeit. Der am häufigsten verwendete Betriebsstrom für LED-Lampen ist 20 mA (Milliampere). Dieser Parameter kann jedoch je nach den spezifischen Anforderungen und dem Hersteller der LED variieren.
Sie können die Formel verwenden, um den erforderlichen Widerstand eines Widerstands zu berechnen: widerstand (in Ohm) = (Versorgungsspannung - LED-Spannung) / Betriebsstrom. Wenn zum Beispiel die Versorgungsspannung 5 Volt beträgt, die LED-Spannung 3 Volt beträgt und der Betriebsstrom 20 mA beträgt, beträgt der Widerstand des Widerstands (5 - 3) / 0.02 = 100 Ohm.
Bei der Auswahl von Widerständen muss auch ihre Leistung berücksichtigt werden. Die Leistung des Widerstands muss ausreichen, um der Wärmeableitung standzuhalten, wenn Strom durch ihn fließt. Um die erforderliche Widerstandsleistung zu bestimmen, können Sie die Formel verwenden: Leistung (in Watt) = (Versorgungsspannung - LED-Spannung) * Betriebsstrom.
Es sollte auch berücksichtigt werden, dass die tatsächlichen Widerstands- und Leistungswerte der Widerstände leicht von den berechneten abweichen können. Es wird daher empfohlen, Widerstände mit Nennwerten zu wählen, die nahe an den berechneten Werten liegen oder den in den Geschäften verfügbaren Standardwerten liegen.
Wichtig: Bei elektrischen Schaltungen, die LED-Lampen und Widerstände enthalten, sind Sicherheitsvorschriften wie kein Kurzschluss, korrekter Anschluss und Isolierung von Kabeln und Komponenten zu beachten.
Die richtig ausgewählten Widerstände ermöglichen eine korrekte elektrische Übereinstimmung der LED-Lampen, wodurch ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit verbessert werden. Es ist wichtig, den Betriebsstrom der LEDs bei der Auswahl der Widerstände zu beachten und ihre thermische Leistung zu berücksichtigen.
Wir verstehen die Grundlagen
Die Hauptaufgabe eines Widerstands in einer LED-Schaltung besteht darin, den durch die LED strömenden Strom zu begrenzen, um ihn vor Überhitzung und Beschädigungen zu schützen. LEDs zeichnen sich durch bestimmte Vorwärtsversatzspannungswerte und einen maximalen Strom aus, den sie ohne Beschädigung aushalten können.
Um den erforderlichen Widerstand zu berechnen, müssen Sie zuerst den Wert der Versorgungsspannung und der direkten Verschiebung der LED sowie den gewünschten Strom kennen, der durch die LED fließen soll.
Die Formel für die Berechnung des Widerstands (in Ohm) lautet wie folgt:
- Widerstand (Ohm) = (Versorgungsspannung (V) - Vorwärtsversatzspannung der LED (V)) / Gewünschter Strom (A)
Wenn wir zum Beispiel eine LED mit 2 V Direktversatzspannung haben und sie mit einem Strom von 20 mA arbeiten muss, der an eine 5-V-Spannungsversorgung angeschlossen ist, können wir die Formel verwenden:
- Widerstand (Ohm) = (5 V - 2 V) / 0,02 A = 150 Ohm
In diesem Fall benötigen wir einen Widerstand von 150 Ohm, um den Strom über die LED auf 20 mA zu begrenzen.
Darüber hinaus ist es wichtig, auch die Widerstandsleistung zu berücksichtigen. Die Leistung des Widerstands muss ausreichen, um die maximale Leistung zu erhalten, die auftreten kann, wenn Strom durch ihn fließt.
Angesichts dieser Grundlagen ist es möglich, geeignete Widerstände für LED-Lampen auszuwählen und sicherzustellen, dass sie zuverlässig und sicher im Stromkreis funktionieren.
Wir berücksichtigen die Eigenschaften von LED-Glühbirnen
Bei der Auswahl geeigneter Widerstände für LED-Lampen sind deren Eigenschaften zu berücksichtigen. Dies ist wichtig für die richtige Auswahl der Widerstandswerte, die den ordnungsgemäßen Betrieb der LEDs gewährleisten.
Eine der wichtigsten Eigenschaften von LED-Glühbirnen ist die Vorwärtsversatzspannung (Vf). Dieser Wert gibt die Mindestspannung an, die zum Einschalten der LED erforderlich ist. Diese Spannung und die Differenz zwischen dem Wert und der Versorgungsspannung sollten bei der Auswahl eines Widerstands berücksichtigt werden, um eine Beschädigung der LEDs und eine Überhitzung des Widerstands zu verhindern.
Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Strom der LEDs (If). Es zeigt den Strom an, der durch die LED fließen muss, damit sie ordnungsgemäß funktioniert und die Helligkeit des Lichts erreicht. Die Auswahl des Widerstands erfolgt so, dass der Strom durch die LED optimal ist - nicht unzureichend, damit er Licht aufleuchtet, und nicht übermäßig, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Darüber hinaus sollten die Eigenschaften der Stromversorgung, wie die Ausgangsspannung und der maximale Strom, den sie liefern kann, berücksichtigt werden. Diese Werte helfen Ihnen zu bestimmen, welche Widerstandswerte Sie auswählen müssen, um die LEDs richtig an die Stromversorgung anzuschließen.
Die Untersuchung und Berücksichtigung all dieser Eigenschaften von LED-Glühbirnen ermöglicht die Auswahl geeigneter Widerstände, die einen zuverlässigen und langlebigen Betrieb der LEDs gewährleisten. Daher müssen Sie die Spezifikationen der LEDs sorgfältig prüfen und mit den Parametern der Stromversorgung vergleichen, um optimale Widerstandswerte zu erhalten.
Bestimmen Sie den erforderlichen Strom
Sie können die Spezifikationen der LED verwenden, die in ihrem Datum angegeben sind, um den erforderlichen Strom zu bestimmen. Der Datentyp gibt normalerweise den maximalen Strom an, der ohne Beschädigungsrisiko durch die LED fließen kann. In den meisten Fällen wird jedoch empfohlen, einen Strom unterhalb des maximalen Stroms zu verwenden, um die Lebensdauer der LED zu verbessern.
Es ist auch wichtig, die Beleuchtungsstärke zu berücksichtigen, die Sie von der LED erhalten möchten. Normalerweise haben LEDs ihre eigene aktuelle Beleuchtungsstärke, aber sie können sie ändern, indem Sie den Strom anpassen. Je höher der Strom ist, desto heller wird das Licht. Beachten Sie jedoch, dass eine Erhöhung des Stroms die Lebensdauer der LED verkürzen kann.
Nachdem der erforderliche Strom ermittelt wurde, kann das ohmsche Gesetz (I = U/R) verwendet werden, um den erforderlichen Widerstand des Widerstands zu bestimmen. Um dies zu tun, müssen Sie die Versorgungsspannung der LED und die Spannungsdifferenz zwischen der LED und der Stromversorgung kennen. Wenn Sie bekannte Werte in eine Formel einfügen, können Sie den erforderlichen Widerstand leicht berechnen.
Beachten Sie, dass der Gesamtstrom gleich der Summe der Ströme der einzelnen LEDs ist, wenn mehrere LEDs parallel angeschlossen werden. Daher ist es in diesem Fall notwendig, einen geeigneten Widerstand zu verwenden, der den erforderlichen Gesamtstrom liefern kann.
Berechnen Sie den Widerstandswert
Die Formel wird verwendet, um den Widerstandswert zu berechnen:
- R - widerstandswert in Ohm
- Vsupply – Versorgungsspannung
- Vled - spannung an der LED
- Iled - gewünschter Strom, der durch die LED fließt
Bedeutung Vsupply entspricht normalerweise der Versorgungsspannung, an die die LEDs angeschlossen sind. Wenn Sie beispielsweise ein 12-V-Netzteil verwenden, dann Vsupply wird gleich 12 V sein.
Bedeutung Vled - dies ist die Spannung, die an der LED abfällt, wenn ein Strom durch sie fließt. Für die meisten LED-Lampen ist dieser Wert in ihren technischen Spezifikationen angegeben.
Bedeutung Iled - dies ist der gewünschte Strom, der durch die LED fließt. Es wird jedoch empfohlen, die technischen Spezifikationen der LED-Lampen zu überprüfen, bevor Sie diesen Wert verwenden, da sie unterschiedlich sein können und einen anderen Strom benötigen.
Wenn Sie die bekannten Werte in die Formel einfügen, erhalten Sie einen Widerstandswert, der verwendet werden sollte, um den Strom zu begrenzen, der durch die LED-Glühbirnen fließt. Sie können einen der Standardwerte von Widerständen aus der Serie E12 oder E24 wählen, die eine große Auswahl an Werten mit kleinen Fehlern bieten.
Wählen Sie die geeignete Leistung aus
Zuerst müssen Sie die Spannung der LED bestimmen. Normalerweise gibt der Hersteller diesen Wert in den technischen Spezifikationen einer LED-Glühbirne oder eines LED-Moduls an. Wenn zum Beispiel die Spannung einer LED 2 Volt beträgt, müssen wir die gleiche Spannung an sie liefern.
Der nächste Schritt besteht darin, den Strom zu bestimmen, der durch die LED fließen soll. Der Stromwert wird ebenfalls vom Hersteller angegeben und beträgt normalerweise mehrere Milliampere. Zum Beispiel, wenn eine LED einen Strom von 20 mA benötigt, müssen wir einen Widerstand aufnehmen, der einen solchen Strom durchlässt.
Das ohmsche Gesetz kann verwendet werden, um den erforderlichen Widerstand eines Widerstands zu berechnen: Der Widerstand (R) ist gleich der Spannung (V) der LED geteilt durch den Strom (I) durch sie.
Formel zur Berechnung des Widerstands:
R = (V_supply - V_LED) / I_LED
- R - widerstandswert in Ohm
- V_supply - versorgungsspannung pro LED
- V_LED - spannung an der LED
- I_LED - strom über LED
Der resultierende Widerstandswert wird auf den nächsten Standardwert gerundet. Die häufigsten Standardwiderstandswerte sind 10 Ohm, 22 Ohm, 47 Ohm, 100 Ohm, 220 Ohm, 470 Ohm, 1 kΩ, 2.2kΩ, 4 Ohm.7 kΩ, 10 kΩ usw.
Beispiel: Für eine LED mit einer Spannung von 2 Volt und einem Strom von 20 mA, die an eine 5-Volt-Stromquelle angeschlossen ist, berechnen wir den Widerstand:
R = (5 V - 2 V) / 0.02 A = 150 Ohm
Der nächste Standardwiderstandswert, den wir verwenden können, ist 220 Ohm, daher wählen wir einen Widerstand mit diesem Wert.
Es muss daran erinnert werden, dass die Widerstandskraft ebenfalls wichtig ist. Die Leistung des Widerstands sollte nicht geringer sein als die Leistung, die benötigt wird, um überschüssige Energie abzuleiten. Es sollte berücksichtigt werden, dass die überschüssige Energie im Widerstand in Wärme umgewandelt wird. Die Widerstandsleistung kann mit einer Formel berechnet werden:
P = U^2 / R
- P - widerstandsleistung in Watt
- U - widerstandsspannung in Volt (für uns ist dies der Unterschied zwischen der Versorgungsspannung und der LED-Spannung)
- R - widerstand in Ohm
Wählen Sie einen Widerstand mit einer Leistung, die gleich oder größer als der resultierende Wert ist.
Wenn Sie einen Widerstand mit berechneter Leistung bevorzugen, können Sie sicher sein, dass die LED-Glühbirne stabil und sicher funktioniert.
Berechnungsbeispiele
Betrachten wir zur Verdeutlichung einige Beispiele für die Berechnung eines geeigneten Widerstands für eine LED-Glühbirne.
Beispiel 1:
Es gibt eine LED mit einer Spannung von 2,5 V und einem Strom von 20 mA. Die Nennspannung der Stromversorgung beträgt 5 V. Für die Berechnung des gewünschten Widerstands gilt die Formel:
R = (Eingangsspannung - LED-Spannung) / LED-Strom
R = (5 V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ohm
Daher wird für dieses Beispiel ein 125-Ohm-Widerstandswiderstand benötigt.
Beispiel 2:
Lassen Sie uns jetzt acht LEDs haben, die jeweils eine Spannung von 2 V und einen Strom von 10 mA haben. Berechnen Sie den erforderlichen Widerstand für alle parallel geschalteten Glühbirnen. In diesem Fall lautet die Formel für die Berechnung wie folgt:
R = (Eingangsspannung - LED-Spannung) / LED-Strom
R = (5 V - 2 V) / 0.010 A = 300 Ohm
Für dieses Beispiel benötigen also alle acht LED-Lampen einen 300-Ohm-Widerstand.
Beispiel 3:
Angenommen, wir haben zwei LED-Glühbirnen mit einer Spannung von 3 V und einem Strom von 15 mA und das Netzteil hat eine Spannung von 6 V. Die erste Glühbirne möchten wir direkt anschließen, ohne einen Widerstand zu verwenden. Berechnen Sie den erforderlichen Widerstand für die zweite Glühbirne:
R = (Eingangsspannung - LED-Spannung) / LED-Strom
R = (6 V - 3 V) / 0.015 A = 200 Ohm
Für dieses Beispiel benötigt die zweite LED-Glühbirne daher einen Widerstand von 200 Ohm.
