• Elektrotechnik: LEDs (Licht emittierende Dioden)
  • edehler
  • 30.06.2020
  • Berufsschulabschluss, Mittlere Reife
  • Energie- und Automatisierungstechnik, Technik
  • 8, 9, 10, 1. Ausbildungsjahr
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Elek­tro­tech­nik: LEDs (Licht emit­tie­ren­de Di­oden)

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LEDs (Light Emit­ting Diode = Licht aus­sen­den­de Diode)

wan­deln elek­tri­sche En­er­gie in op­ti­sche En­er­gie in Form von Licht. Fließt durch eine LED elek­tri­scher Strom in Durch­lass­rich­tung, so leuch­tet diese.

LEDs sind ge­polt. Sie haben einen An­oden­an­schluss und einen Ka­tho­den­an­schluss. An den An­oden­an­schluss muss der Plus­pol der Span­nungs­quel­le und an den Ka­tho­den­an­schluss die Mi­nus­pol der Span­nungs­quel­le an­ge­schlos­sen wer­den. Man nennt dies Po­lung in Durch­lass­rich­tung. Ver­wech­selt man die An­schluss­sei­ten, so sperrt die LED den elek­tri­schen Strom. Sie leuch­tet somit nicht.

An der Diode selbst kann man die Anode (+) am län­ge­ren Bein er­ken­nen.

An der Seite der Ka­tho­de (-) ist die Linse au­ßer­dem etwas ab­ge­flacht.

wan­deln elek­tri­sche En­er­gie in op­ti­sche En­er­gie in Form von Licht. Fließt durch eine LED elek­tri­scher Strom in Durch­lass­rich­tung, so leuch­tet diese.

LEDs sind ge­polt. Sie haben einen An­oden­an­schluss und einen Ka­tho­den­an­schluss. An den An­oden­an­schluss muss der Plus­pol der Span­nungs­quel­le und an den Ka­tho­den­an­schluss die Mi­nus­pol der Span­nungs­quel­le an­ge­schlos­sen wer­den. Man nennt dies Po­lung in Durch­lass­rich­tung. Ver­wech­selt man die An­schluss­sei­ten, so sperrt die LED den elek­tri­schen Strom. Sie leuch­tet somit nicht.

An der Diode selbst kann man die Anode (+) am län­ge­ren Bein er­ken­nen.

An der Seite der Ka­tho­de (-) ist die Linse au­ßer­dem etwas ab­ge­flacht.

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LEDs (Light Emit­ting Diode = Licht aus­sen­den­de Diode)





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LED-​Aufbau (Sche­ma)
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Zeich­nen Sie das ge­norm­te Schalt­sysmbol für eine LED
Merk­hil­fe
  • + ist "mehr" -> län­ge­res Bein ist "mehr"
  • - ist "we­ni­ger" -> ab­ge­flach­te Seite hat "we­ni­ger" Ma­te­ri­al
  • Schalt­sym­bol hat eine Wand | dort kommt kein Strom durch: also -
2

Durch­lass­span­nung & Vor­wi­der­stand

LEDs müs­sen vor zu gro­ßen Strö­men und Span­nun­gen ge­schützt wer­den. Sind diese zu groß, so wird die LED zer­stört.



Die Ta­bel­le rechts gibt eine grobe Über­sicht dar­über, mit wel­chen Span­nun­gen ver­schie­de­ne LEDs in der Regel be­trie­ben wer­den kön­nen.



Um eine ent­spre­chen­de Span­nung an der Diode an­zu­le­gen, muss mit einem in Reihe vor­ge­schal­te­tem Wi­der­stand, dem Vor­wi­der­stand (RV), ge­ar­bei­tet wer­den.



Die­ser muss be­rech­net wer­den. Dazu wird die Span­nung am Vor­wi­der­stand (UR) und die Be­triebs­strom­stär­ke (IF), auch Durch­lass­strom ge­nannt, der LED be­nö­tigt.

LEDs müs­sen vor zu gro­ßen Strö­men und Span­nun­gen ge­schützt wer­den. Sind diese zu groß, so wird die LED zer­stört.



Die Ta­bel­le rechts gibt eine grobe Über­sicht dar­über, mit wel­chen Span­nun­gen ver­schie­de­ne LEDs in der Regel be­trie­ben wer­den kön­nen.



Um eine ent­spre­chen­de Span­nung an der Diode an­zu­le­gen, muss mit einem in Reihe vor­ge­schal­te­tem Wi­der­stand, dem Vor­wi­der­stand (RV), ge­ar­bei­tet wer­den.



Die­ser muss be­rech­net wer­den. Dazu wird die Span­nung am Vor­wi­der­stand (UR) und die Be­triebs­strom­stär­ke (IF), auch Durch­lass­strom ge­nannt, der LED be­nö­tigt.

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Durch­lass­span­nung & Vor­wi­der­stand





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LED Farbe

LED Durch­lass­span­nung ULED / UF

rot

1,6 V

grün

2,2 V

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Star­ten Sie mit Goog­le Chro­me Ever­y­Cir­cuit
http://mmcloudone.appspot.com/circuit/5292116120174592/simple-led
  • Ver­än­de­re die Ein­gangs­span­nung der Quel­le.
  • Ver­än­de­re den Wert des Vor­wi­der­stan­des
  • Ko­pie­ren Sie die Schal­tung in Ihr Ar­beits­blatt.
3
Be­schrif­ten Sie die Schal­tung mit den Span­nun­gen und Strö­men

Vor- und Nach­tei­le von LEDs

+ un­emp­find­lich ge­gen­über Er­schüt­te­run­gen

+ ge­rin­ger Strom­ver­brauch (ca. 20mA)

+ preis­güns­ti­ger als Glüh­lam­pen

+ na­he­zu ver­zö­ge­rungs­freie Re­ak­ti­on auf Strom­än­de­run­gen (so­fort an / aus)

+ keine Lam­pen­fas­sung not­wen­dig

+ ge­rin­ger Platz­be­darf

+ sehr lange Le­bens­dau­er

+ sehr ge­rin­ger Wär­me­ent­wick­lung

- Vor­wi­der­stand zum Be­trieb not­wen­dig

Auf­ga­ben

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Be­ant­wor­te fol­gen­de Fra­gen:
  • Wofür steht die Ab­kür­zung LED?
  • Was be­deu­tet es, dass eine LED ge­polt ist?
  • Woran kann man Anode und Ka­tho­de er­ken­nen?
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Re­cher­chie­re im Netz nach Kenn­da­ten häu­fig ver­wen­de­ter Leucht­di­oden und er­gän­ze die Ta­bel­le.

Info

LED rot

LED gelb

LED grün

LED blau

LED weiß

UF (Durchlass-​spannung)

1,6V

2,1V

2,2V

3V

3,5V

IF (Durchlass-​strom)

20mA

20mA

20mA

50mA

20mA

Wel­len­län­ge

670 nm

590 nm

565 nm

470 nm

XXX

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Be­rech­ne die Vor­wi­der­stän­de für fol­gen­de Schal­tun­gen:
  • rote LED, Uges=9V 370
  • grüne LED, Uges=5V 140
  • gelbe LED, Uges=12V 495
  • blaue LED, Uges=10V 140
  • weiße LED, Uges=5V 75
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