Anschließen einer LED an eine "inkompatible" Spannungsquelle

Was Überspannung angeht, lesen Sie hier: Wie kann Spannung eine LED durchbrennen? Unter Spannung leuchtet es nicht oder ist sehr schwach.

Wenn Sie mehr Spannung anlegen, als für die LED ausgelegt ist, wird sie überhitzen und durchbrennen / Feuer fangen, wenn Sie es wirklich übertreiben.

Das setzt natürlich voraus, dass die Batterie so viel Strom liefern kann. Vielleicht stellst du fest, dass die Batteriespannung abfällt...

Wenn Sie weniger Spannung anlegen, wird es dunkler.

ZUSÄTZLICH: Um Ihre Spannungs- / Stromverwirrung zu beheben, sehen Sie sich die einfache Schaltung unten an.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

R1 ist Ihr Drop- oder Ballastwiderstand, R_Led ist der effektive Widerstand der LED, wenn sie eingeschaltet ist. Wir denken normalerweise nicht, dass LEDs einen Widerstand darstellen, aber tatsächlich haben sie einen komplexen effektiven Widerstand. Für den Zweck dieser Beschreibung macht es die Dinge etwas klarer.

Können Sie sehen, dass der Strom durch die LED einfach sein wird

$I = V_{BAT}/(R1 + R_{LED})$

Und das ist die Spannung über der LED

$V = V_{BAT} - (I * R1)$

OK, vielleicht verwirrt dich die Mathematik..

Können Sie sich vorstellen, was passiert, wenn Sie R1 ERHÖHEN ...

Wenn Sie dies tun, erhöhen Sie den Gesamtwiderstand des Stromkreises, sodass der Strom geringer sein muss. Da R1 im Vergleich zu R_LED größer geworden ist, MUSS gleichzeitig die Spannung V abfallen.

Als solches stellt der Vorschaltwiderstand sowohl die Spannung als auch den Strom durch eine LED für eine bestimmte Versorgungsspannung innerhalb der Toleranzen der Durchlassspannung der LED ein.

Man regelt eine LED nicht, indem man die an sie angelegte Spannung regelt: Man regelt den Strom . Der Grund dafür ist, dass die IV-Kurve einer LED in der Nähe ihres normalen Arbeitspunkts sehr steil ist. Kleine Spannungsschwankungen verursachen große Stromänderungen. Wenn Sie versuchen, die Spannung zu regulieren, riskieren Sie, die maximale Stromstärke zu überschreiten und die LED durchzubrennen.

Der billigste Weg, den Strom* zu regulieren, ist das, was sie im Video gezeigt haben: Schalten Sie die LED in Reihe mit einem Ballastwiderstand (auch bekannt als "Strombegrenzungswiderstand"). Das macht das Strom/Spannungs-Verhältnis viel besser handhabbar.

Am effizientesten ist die Verwendung eines Konstantstrom-Netzteils . (Oft als "LED-Treiber" bezeichnet, wenn er speziell für LED-Beleuchtungsanwendungen entwickelt wurde.)

* Tatsächlich geht es auch billiger: In Schlüsselanhänger-Taschenlampen, die winzige Knopf- oder Knopfzellen für die Stromversorgung verwenden, verbinden sie die LED oft einfach direkt mit der Batterie. Bei diesen Konstruktionen fungiert die Batterie selbst als Ballastwiderstand. Alle Batterien haben einen Innenwiderstand , und je kleiner die Batterie ist, desto mehr Widerstand hat sie tendenziell.

Lassen Sie uns das Verhalten von 2 in Reihe geschalteten Schaltungskomponenten untersuchen: einem Widerstand und einer LED, die an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Wir behalten den gleichen Widerstandswert bei und erhöhen die Spannung von 1 Volt auf 9 Volt in 1-Volt-Schritten.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}