Ich habe diesen Zweifel, ob ich mit der theoretischen Methode oder der praktischen gehen soll.
Nehmen wir an, ich verwende eine 3,7-V-Batterie mit 350 mAh, um eine LED mit einer Durchlassspannung von 3,3 V (was bedeutet, dass die LED aufleuchtet, wenn 3,5 V bereitgestellt werden) und einem Durchlassstrom von 30 mA zu beleuchten.
Es dauert also 350 mAh / 30 mA = 5,83 Stunden.
Die restlichen 0,2 Volt werden mit einem Widerstand reduziert. Der für die LED erforderliche Widerstand wäre also:
(Batteriespannung – LED-Spannung)/(Batteriestrom) = (3,5 – 3,3)/(30 mA) = 6,66 Ohm
Meine Frage ist, obwohl nach dem Anschließen des Widerstands an die LED die Intensität der LED höher ist als erwartet. Hier wird also ein höherer Widerstand bevorzugt, um die Intensität der LED zu reduzieren. Angenommen, ich habe bei 50 Ohm meine erforderliche Lichtintensität erreicht.
Aber wenn ich dort einen 50-Ohm-Widerstand stecke, reduziert sich die Spannung an der LED auf einen Wert, bei dem sie kleiner als die Durchlassspannung ist (3,5 V, das ist erforderlich). Es besteht also die Möglichkeit, dass die LED nicht leuchtet.
Ist das so oder gibt es dafür eine Lösung?
Eine kurze Erklärung wäre sehr nützlich, da diese winzigen Details überall sehr wichtig sind
Warum glaubst du, dass es 3,5 V braucht? Die Vorwärtsspannung beträgt 3,3. Wenn Sie einen 50-Ohm-Widerstand verwenden, beträgt der Strom durch die LED (bei voller Batterie): (3,7-3,3) / 50 = 8 mA
Das ist alles, was Sie brauchen. Die LED sollte mit 8mA gut leuchten. Das ist das, was Sie sich ansehen müssen, den Strom durch die LED. LEDs folgen nicht dem Ohmschen Gesetz, also machen Sie sich keine Sorgen über Spannungsabfälle usw., als Anfänger (was sich anhört, als wären Sie es) machen Sie sich vorerst nur Sorgen um Durchlassspannung und -strom.
Wir schätzen, dass die Spannung über der LED immer 3,3 V beträgt, egal wie hoch der Strom ist. Wenn die LED eingeschaltet ist, beträgt ihre Spannung 3,3 V. Ende der Geschichte. *
Die Widerstandsspannung muss 0,2 V betragen, da sich die Spannung addieren muss (Kirchhoffsches Spannungsgesetz). Aber der Strom ändert sich je nach Widerstand.
Sie haben auch vergessen, dass sich die Batteriespannung je nach Ladezustand ändert. Wenn die Batteriespannung nicht viel höher als die LED-Spannung ist, verursacht dies eine große Änderung des Stroms. Wenn die Batteriespannung viel höher als die LED-Spannung ist, ist die Änderung relativ gering. Dies liegt daran, dass der Widerstand die Spannungsänderung kompensieren muss - wenn die Batterie von 3,7 V auf 3,9 V geht, hat der Widerstand doppelt so viel Spannung, was bedeutet, dass der Strom doppelt so hoch ist.
* In Wirklichkeit ändert sich die Spannung über der LED in Abhängigkeit vom Strom, aber sie ändert sich viel weniger als die Spannung über dem Widerstand. Wir tun so, als wäre es immer gleich, weil es die Mathematik viel einfacher macht, aber wir müssen uns daran erinnern, dass dies ungefähr ist!
Es gibt keinen richtigen Widerstand, der für alle Versorgungsspannungen funktioniert. Dies gilt insbesondere, wenn Ihre Versorgung eine Zelle ist, bei der die Spannung abfällt, wenn sich die Zelle entlädt. Eine voll geladene LiIon-Zelle liefert etwa 4,2 V. Wenn die Zelle leer ist, sind es nur noch 3,0 V.
In grober Näherung haben LEDs über einen weiten Strombereich einen konstanten Spannungsabfall. Eine LED leuchtet bei Strömen deutlich unter ihrem Maximum. Eine für 30 mA ausgelegte LED leuchtet also noch bei 3 mA und leuchtet sogar schwach bei 0,3 mA.
Wenn wir den korrekten Widerstand für eine 4,2-V-Zelle berechnen, um 30 mA an eine 3,3-V-LED zu liefern, erhalten wir (4.2 - 3.3) / 0.03 = 30 ohms. Aber wenn die Batterie auf 3,7 V abfällt, wird der Strom jetzt (3.7 - 3.3) / 30 = 3.6mA. Die LED leuchtet immer noch, ist aber viel weniger hell.
Wenn Sie eine LED-Taschenlampe zerlegen, finden Sie im Inneren normalerweise eine kleine Platine mit einem Mikrochip und einer Reihe anderer Komponenten. Die einzige Möglichkeit, eine konstante LED-Helligkeit über einen weiten Bereich von Zellspannungen zu erhalten, besteht darin, einen Aufwärts-/Abwärtswandler zu verwenden, der ein Konstantstromnetzteil speist. Das ist viel mehr als nur ein Widerstand. Das Design ist etwas einfacher, wenn Ihre Batteriespannung immer niedriger als die LED-Spannung oder immer höher ist. Die meisten Menschen werden das Referenzdesign im Datenblatt des Mikrochips verwenden.
mkeith
Benutzer253751
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