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Ingenieurwesen » Elektrotechnik » Verständnisproblem - einfache Schaltung
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Universität/Hochschule Verständnisproblem - einfache Schaltung
greenbrain
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  Themenstart: 2015-12-14

Hi, ich bin Physikstudent im 2. Semester, weswegen ich mich momentan mit der E-Lehre sehr intensiv beschäftige. Nebenbei baue ich hobbymäßig zu Hause einfache Geräte mit Mikrocontrollern/Pumpen/Sensorik und z.Z. bastle ich an eine bewegungs- und helligkeitsgesteuerten LED-Zeile. Ich möchte nun gern das Verhalten von Leistung/Spannung/Strom in dieser Schaltung verstehen und berechnen - stoße dabei aber immer wieder auf Verständnisprobleme. Um konkret zu werden: der LED-Streifen ist eine Reihenschaltung aus jeweils drei parallel angeordneten LED+Vorwiderstand-Kombinationen. Wie kann die Eingangsspannung konstant 12V betragen, egal, wie lang der Streifen ist (bzw. angenommen wir betrachten die Fälle, dass zuerst nur zwei dieser 3er-Parallelanordnung und danach 15 in Reihe geschalten werden)? Die Spannungen müssten sich doch mit jeder Parallelkombination LED + R addieren - wäre dann bei einem kurzen Streifen die Spannung nicht zu hoch bzw. ab einer bestimmten Länge zu niedrig (bzw. geht sinkende Lichtstärke notwendigerweise mit der Vergrößerung der Streifenlänge einher)? Danke im Voraus, freundlicher Gruß greenbrain

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Gotn
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  Beitrag No.1, eingetragen 2015-12-14

\quoteon(2015-12-14 10:58 - greenbrain im Themenstart) Um konkret zu werden: der LED-Streifen ist eine Reihenschaltung aus jeweils drei parallel angeordneten LED+Vorwiderstand-Kombinationen. Wie kann die Eingangsspannung konstant 12V betragen, egal, wie lang der Streifen ist (bzw. angenommen wir betrachten die Fälle, dass zuerst nur zwei dieser 3er-Parallelanordnung und danach 15 in Reihe geschalten werden)? Die Spannungen müssten sich doch mit jeder Parallelkombination LED + R addieren - wäre dann bei einem kurzen Streifen die Spannung nicht zu hoch bzw. ab einer bestimmten Länge zu niedrig (bzw. geht sinkende Lichtstärke notwendigerweise mit der Vergrößerung der Streifenlänge einher)? \quoteoff Hallo, wenn du 12V Eingangsspannung an deinen LED-Streifen anlegst, wird sich diese nicht ändern, weil du sie ja fest an deiner Spannungsquelle eingestellt hast. Das vermute ich zumindest so. Was sich allerdings ändern wird, wenn du statt 2 LEDs z.B. 15 in Reihe schaltest, ist die Spannung, die über jeder einzelnen LED (bzw. in deinem Fall Parallelschaltung von LEDs) abfällt. Für eine Schaltung aus einfachen Widerständen lässt sich das sehr gut mit dem Spannungsteiler berechnen. Bei Halbleiterbauelementen wie Dioden und Transistoren ist das nicht mehr ganz so einfach, da diese nichtlinear sind. Weißt du, wie eine Dioden-Kennlinie aussieht?

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Gotn
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  Beitrag No.2, eingetragen 2015-12-14

\quoteon(2015-12-14 10:58 - greenbrain im Themenstart) wäre dann bei einem kurzen Streifen die Spannung nicht zu hoch bzw. ab einer bestimmten Länge zu niedrig (bzw. geht sinkende Lichtstärke notwendigerweise mit der Vergrößerung der Streifenlänge einher)? \quoteoff Ja. Wenn du einen sehr langen Streifen hast, benötigst du eine höhere Eingangsspannung um diesen zu betreiben, da über jedem Teil der Reihenschaltung eine gewisse Spannung abfallen muss (s. Diodenkennlinie). Wenn du also immer mehr LEDs in der Reihenschaltung dazufügst, werden sie erst dunkler und irgendwann reicht die Versorgungsspannung nicht mehr. Edit: Zur Veranschaulichung und zum Rumspielen kann ich dieses Programm sehr empfehlen: http://www.falstad.com/circuit/

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kautschuck
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  Beitrag No.3, eingetragen 2015-12-14

Zitat: "Der LED-Streifen ist eine Reihenschaltung aus jeweils drei parallel angeordneten LED+Vorwiderstand-Kombinationen" Das mit den Vorwiderständen und parallel-schalten kommt mir ein bisschen komisch vor. Normalerweise schaltet man ein paar LED's in Serie und gibt ihnen einen Vorwiderstand. Diese Kombination kann man dann beliebig parallel Schalten. Ganz wichtig ist, dass nie zwei LED's direkt parallel geschaltet werden, da die Durchlassspannung leicht variieren kann. Gruss Hans

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