Warum eine LED einen Vorwiderstand braucht
Eine Leuchtdiode verhält sich anders als eine Glühlampe. Unterhalb ihrer Flussspannung fließt kaum Strom, knapp darüber steigt der Strom steil an. Schließt man eine LED ohne Begrenzung an eine Spannungsquelle an, wird sie in kurzer Zeit zerstört. Der Vorwiderstand nimmt die überschüssige Spannung auf und legt damit den Strom fest.
Der Rechner zieht von der Betriebsspannung die Flussspannungen aller in Reihe geschalteten LEDs ab. Die verbleibende Spannung fällt am Widerstand ab. Geteilt durch den gewünschten Strom ergibt sich der Widerstandswert. Weil Widerstände nur in Normreihen erhältlich sind, wählt der Rechner den nächsthöheren Wert der E12-Reihe und zeigt den Strom, der damit tatsächlich fließt.
Zusätzlich sehen Sie die Verlustleistung, die der Widerstand in Wärme umsetzt, und eine empfohlene Belastbarkeit mit doppelter Reserve. Der Anteil der Leistung in den LEDs zeigt, wie effizient die Schaltung ist. Je mehr Spannung am Widerstand abfällt, desto mehr Energie geht verloren.
R = (U_B − n × U_F) ÷ I_F; P_R = (U_B − n × U_F) × I
Auslegung in der Praxis
Mehrere LEDs schaltet man am besten in Reihe mit einem gemeinsamen Widerstand, solange die Summe der Flussspannungen deutlich unter der Betriebsspannung bleibt. Als Faustregel sollte am Widerstand noch mindestens ein bis zwei Volt abfallen, sonst schwankt der Strom stark mit der Versorgungsspannung. Parallel geschaltete LEDs brauchen jeweils einen eigenen Widerstand, weil sich der Strom sonst ungleich verteilt.
Die Flussspannung hängt von Farbe, Typ und Temperatur ab und streut auch innerhalb einer Charge. Nehmen Sie den typischen Wert aus dem Datenblatt. Moderne LEDs sind oft schon bei 2 bis 10 mA hell genug; ein kleinerer Strom verlängert die Lebensdauer und senkt die Wärme im Widerstand. Rechnen Sie im Zweifel lieber mit etwas weniger Strom.
Im Auto schwankt die Bordspannung zwischen etwa 12 und über 14 V. Legen Sie den Widerstand dort für die höhere Spannung aus, damit der Strom im Fahrbetrieb nicht zu groß wird. Bei Hochleistungs-LEDs ab etwa 100 mA ist ein Vorwiderstand ineffizient; dort sind Konstantstromquellen üblich, die den Strom unabhängig von der Spannung regeln.
Die Spannung am Widerstand ergibt sich aus dem ohmschen Gesetz, das der Ohmsches-Gesetz-Rechner für beliebige Werte löst. Wie viel Strom eine Umrüstung auf LED im Haushalt spart, zeigt der LED-Ersparnis-Rechner. Die Werte gelten für Gleichspannung; an Netzspannung dürfen LEDs nicht mit einem einfachen Vorwiderstand betrieben werden.
Tipps und typische Fehler
LEDs langlebig betreiben.
- Datenblatt: U_F nachsehen.
- Strom: Lieber weniger.
- Aufrunden: Normwert höher.
- Parallel: Eigene Widerstände.
Weitere Rechner: Mathe & Formeln
Häufige Fragen
Wie berechne ich den Vorwiderstand einer LED?
Betriebsspannung minus Flussspannung, geteilt durch den LED-Strom.
Welchen Normwert nehme ich?
Den nächsthöheren Wert, damit der Strom nicht zu groß wird.
Brauchen parallele LEDs eigene Widerstände?
Ja, jede LED oder jede Reihe bekommt ihren eigenen Vorwiderstand.
Welcher Widerstand für eine LED an 5 V?
Bei 2 V und 20 mA rechnerisch 150 Ω, als Normwert 150 Ω.
Was passiert ohne Vorwiderstand?
Der Strom steigt unkontrolliert, die LED brennt durch.
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