» FAQ » Elektrotechnik » Praktische Anwendung » Vorwiderstände berechnen

Vorwiderstände berechnen

Einleitung

Da man eigendlich für jeden Mod Widerstände berechnen muss, soll hier geklärt werden, wie dies am Beispiel von LEDs funktioniert. Das HowTo lässt sich natürlich auch auf anderen Gebieten anwenden, doch meistens braucht man Widerstände bei LEDs.

Berechnung

Um den zu verwendenden Widerstand berechnen zu können, muss man folgende Daten wissen:

1.Versorgungsspannung:
- 12 Volt (gelbe Leitung + Masse)
- 7 Volt (gelbe + rote Leitung)
- 5 Volt (rote Leitung + Masse)
2.Betriebspannung(U) der LED (Einheit: V, Volt).
3.Betriebsstrom(I) der LED (Einheit: A, Ampere).


Die allgemeine Formel zur Berechnung des Widerstandes(R) lautet :
R = U/I

Bevor wir nun alles in die Formel einsetzen, müssen wir erst die Differenzspannung zwischen Betriebs- und Versorgungsspannung ermitteln. Dazu ziehen wir einfach die Betriebsspannung der LED von der Versorgungsspannung ab.

Schauen wir uns das Ganze anhand eines Beispiels an:
Versorgungsspannung: 5V
Betriebsspannung der LED: 2,5V
Betriebsstrom der LED: 20mA

Rechnung:
20mA = 0,02A
( 5V - 2,5V ) / 0,02A = 125 Ohm

Denkt daran immer die Grundeinheiten(Ampere, Volt) in der Rechnung zu verwenden.

Sollte der Händler keine 125Ohm Widerstände haben, kann man natürlich den nächst grösseren Widerstand nehmen: Bei unserem Beispiel wären das 130Ohm.
Um mehr als eine LED anzuschließen und mit Widerständen zu versehen, hat man zwei Möglichkeiten:

- Eine Parallelschaltung
- Eine Reihenschaltung

Die Parallelschaltung:

Bei der Parallelschaltung wird die Leitung aufgeteilt und in jeden Teil werden Widerstand+LED eingelötet. Nach der LED werden dann alle Drähte wieder zusammengeführt. Die Parallelschaltung ist zwar teurer und aufwändiger als die Reihenschaltung, dafür ist eine Parallelschaltung aber sicherer.


Die Reihenschaltung:

In einer Reihenschaltung schaltet man, wie der Name schon sagt, mehrere LEDs hintereinander. Das hat den Vorteil, dass man nur einen Widerstand braucht und, dass man nicht so viel löten muss.

Die benötigten Widerstände in einer Parallelschaltung berechnet man genauso wie in der Schaltung mit nur einer LED, da bei einer Parallelschaltung gilt, dass die Spannung überall gleich ist.

Bsp.:
Versorgungsspannung: 5V
Betriebsspannung der LED: 2,5V
Betriebsstrom der LED: 20mA

Rechnung:
20mA = 0,02A
( 5V - 2,5V ) / 0,02A = 125 Ohm

Demzufolge setzt man vor jede LED einen 125 Ohm Widerstand.
Die Reihenschaltung ist kaum komplizierter als die Parallelschaltung. Hier muss man, da sich die gesamte Betriebsspannung aus den einzelnen Betriebsspannungen der LEDs bildet, nur die Betriebsspannung aller LEDs addieren und erst dann von der Versorgungsspannung abziehen.

Bsp.:
Versorgungsspannung: 12V
Betriebsspannung der LED: 2,5V
Betriebsstrom der LED: 20mA

Rechnung:
20mA = 0,02A
( 12V - ( 2,5V + 2,5V + 2,5V ) ) / 0,02A = 225Ohm
Natürlich kann man auch die Parallelschaltung und die Reihenschaltung kombinieren. Dies lohnt sich aber nur bei einer großen Anzahl an LEDs.

Wieder ein kleines Beispiel:

Versorgungsspannung: 12V
Betriebsspannung der LED: 2,5V
Betriebsstrom der LED: 20mA

Rechnung:
20mA = 0,02A
( 12V - ( 2,5V + 2,5V + 2,5V ) ) / 0,02A = 225Ohm

Demzufolge lötet man in jede Reihe einen 225Ohm Widerstand.
Ich würde euch immer die Parallelschaltung empfehlen, da die paar Wiederstände keinen großen Preisunterschied machen und die wenigen Lötstellen die man mehr machen muss auch nicht grade wild sind. Dafür hat man aber eine weitaus sicherere Schaltung.