Leistung eines Widerstandes in Watt berechnen?

[Guest]

HAllo zusammen,

 

ich brauch mal eben Rechenhilfe, mit Einheiten etc. steh ich manchmal auf Kriegsfuß...

 

Die Aufgabe: ich will acht Led alle parallel schalten und zusammen an Einen Vorwiderstand hängen. Nun ist die Frage, wieviel Watt der Widerstand abkönnen muss?!

 

 

Rechne ich das so richtig? :

 

1 Led hat 3,3V und 30 mA -> ihre Leistung: 3,3 x 0,03 = 0,099 = ~ 0,1 Watt ??

 

Kann ich dann für die acht Led einfach x 8 rechnen = 0,8 Watt für alle zusammen? Oder rechnet / verhält sich das anders?

 

Dann wäre ich ja mit nem 1 Watt Widerstand auf der sicheren Seite?!

 

Und noch ne ergänzende Frage:

Reicht mir da als Zuleitung einer Kupferlackdraht mit Durchmesser 0,2 mm? Oder wie dick sollte eine Leitung sein?

 

Danke für kurze Antwort,

sagt der Knut

Edited September 25, 2012 by Guest

[Guest willie]

Was die LED für Werte hat ist ziemlich egal. wichtig ist das was der Widerstand "verbraten" muss.

 

Beispiel: 6v Fahrbatterie, LED 3,3V macht also 2,7V die am widerstand abfallen, jetzt mal dem Strom (240mA) ergibt 0,648W also am besten 1W.

Allerdings ist ein keine gute Idee 8 LED's an einem Widerstand zu packen. Dafür ist die Streuung selbst innerhalb einer Serie viel zu groß.

Lieber 1 Widerstand pro LED. Das ist aber meine persönliche Meinung.

 

Bei 12V sieht das schon ganz anders aus. Da sind das schon mehr als 2W.

[Arno Hagen]

Allerdings ist ein keine gute Idee 8 LED's an einem Widerstand zu packen. Dafür ist die Streuung selbst innerhalb einer Serie viel zu groß.

Lieber 1 Widerstand pro LED. Das ist aber meine persönliche Meinung.

 

Meine auch!

 

Wobei ich nicht unbedingt an der "1" festhalte. Aber bei spätestens 3 LEDs an einem Widerstand sollte man aufhören. Aber nicht wundern, wenn die durch die Streuung nicht alle gleich hell sind. Hatte ich auch schon innerhalb einer Charge.

 

P.S.: Die Ausführungen von Willie sind natürlich korrekt!

[Guest derKnut]

Hallo Willie und Arno,

 

schonmal Danke für die Hilfe!

wichtig ist das was der Widerstand "verbraten" muss.

Das war mir schon mal neu...

 

Das die Idee mit den 8 Leds an einem Widerstand nicht optimal ist, war mir schon klar. Mein Problem ist: die "Baustelle" ist ziemlich klein: eine Leuchtfeuerlaterne in 1:140, der Lampenkörper ist 4x4 mm und 8 mm hoch und da sollen 8 PLCC4 Leds drauf. Da wäre es einfach eine Hilfe, möglichst wenig Drähte da noch dran zu haben, um einzelne Widerstände dran zu hängen.

 

Nun ja, werde wohl die Methode "Versuch macht kluch" anwenden. Löte gerade die Leds zu Zweier-packs zusammen, dann werd ichs mit den 8 parallel versuchen. Die werden ja auch nicht dauerhaft leuchten sondern nur das Aufblitzen eines Feuerschiffs darstellen.

Wenns trotzdem kaxxx aussieht, dann werd ich je einem 2'er Pack Led einen eigenen Widerstand spendieren

 

Nochmal Danke und Gruß

vom Knut

[Kessl]

Hi

 

Mit der Berechnung der Leistung für den Widerstand hat Willie natürlich recht, den Grund warum man für jede LED aber einen eigenen Widerstand braucht, der will mir nicht einleuchten. Mehrere LEDs parallel hinter einen Widerstand funktioniert schon und der Helligkeitsunterschied wird auch nicht anders sein als bei mehreren einzelnen Vorwiderständen.

 

Reicht mir da als Zuleitung einer Kupferlackdraht mit Durchmesser 0,2 mm? Oder wie dick sollte eine Leitung sein?

Mehr ist immer besser . Die Kabeldicke hängt von ziemlich vielen Faktoren ab, wie lang muss das Kabel sein, wie viel Spannung darfst du auf dem Kabel verlieren, aus welchem Material ist da Kabel und aus welchem die Isolierung usw. Eine grobe Übersicht findest du z.B. hier. Als grobe Orientierung ist das ausreichend, im Zweifel aber immer eine Nummer dicker wählen.

[Guest willie]

Hi

 

Mit der Berechnung der Leistung für den Widerstand hat Willie natürlich recht, den Grund warum man für jede LED aber einen eigenen Widerstand braucht, der will mir nicht einleuchten. Mehrere LEDs parallel hinter einen Widerstand funktioniert schon und der Helligkeitsunterschied wird auch nicht anders sein als bei mehreren einzelnen Vorwiderständen.

Das Problem ist, einfach gesagt, eine LED ist ein Strombauteil. D.h. Sie leuchtet weil ein gewisser Strom durch sie durchfliesst. Hast du merhere LED's parallel ist die Spannung an allen LED's gleich, aber der Strom teilt sich auf. Da du aber Bauteiltoleranzen hast, die gerade bei LED's recht hoch sind, manchmal bis zu 20% in einer Serie, leuchten diese dann eben auch unterschiedlich hell. Manchmal kannes sogar sein, das eine LED bei z.B. 3,3V gerade eben leuchtet während die andere schon durchbrennt. Ein einzelner Widerstand würde das besser kontrollieren, denn wenn die Diode mehr Strom nimmt, fällt dort auch mehr Spannung ab und somit regelt sich das besser. Wenn da aber 8 Dioden sind, wird die Auswirkung nur 1/8 sein, und das kann den Tot einer LED bedeuten.

Besser wäre es, wenn man die LED's in Reihe schaltet, denn dann fliesst der gleiche Strom durch alle und die LED's sind gleichmäßig hell.

Das war die einfache Variante...

[Guest catman]

Hi,

 

also bei SMD-LEDs reicht Kupferlackdraht, und der Platz für die Widerstände

muss ja nicht unbedingt in der Lampe sein. Ich verwende kleine Stücke

einer Streifenrasterplatine, nehme SMD-Widerstände und gehe von da aus

mit Lackdraht an die LEDs. Ich habe auf diese Weise ca. 100 Stück mal in

einem Trailer (1:24) von Revell verbaut. Die Kabellänge beträgt dabei ca.

20 - 25 cm bei einzelnen LEDs. Gab nie ein Problem, leuchten alle noch heute.

 

Gruß

Klaus

[Kessl]

Ein einzelner Widerstand würde das besser kontrollieren, denn wenn die Diode mehr Strom nimmt, fällt dort auch mehr Spannung ab

Ich glaube du verwechselst den Effekt mehrere LEDs an einer KSQ parallel zu schalten, und an einem Vorwiderstand.

 

Ich weiß wirklich nicht wer dieses Gerücht in die Welt gesetzt hat, ich halte es für unsinnig. Ob man einen oder mehrere Vorwiderstände nutzt ist unerheblich. Ist der Widerstand zu klein gewählt, dann ist es egal ob ein Widerstand vor 8 parallel geschalteten LEDs sitzt, oder 8 Widerstände mit 8 LEDs in Reihe geschaltet sind. Im Gegenteil, in letztem Fall addiert sich zur Streuung der LEDs noch zusätzlich die Serienstreuung der Widerstände.

[Guest willie]

Ich glaube du verwechselst den Effekt mehrere LEDs an einer KSQ parallel zu schalten, und an einem Vorwiderstand.

Ne nicht ganz. Bei einer KSQ (KonstantStromQuelle) ist der Effekt natürlich noch deutlicher, aber auch bei einem einzelnen Widerling kann man das schon deutlich beobachten. Früher war's schlimmer als heute, da früher die Streuungen in den LED's noch deutlich größer waren.

Ich weiß wirklich nicht wer dieses Gerücht in die Welt gesetzt hat, ich halte es für unsinnig. Ob man einen oder mehrere Vorwiderstände nutzt ist unerheblich. Ist der Widerstand zu klein gewählt, dann ist es egal ob ein Widerstand vor 8 parallel geschalteten LEDs sitzt, oder 8 Widerstände mit 8 LEDs in Reihe geschaltet sind. Im Gegenteil, in letztem Fall addiert sich zur Streuung der LEDs noch zusätzlich die Serienstreuung der Widerstände.

Das ist kein Gerücht, das ist leider Realität. Die Serienstreueung der Widerstände ist heutzutage wirklich zu vernachlässigen. (normale Metallfilmwiderstände haben 1% im Gegensatz zu z.B. Osram LED's für die Industrie. Die werden auf einem Gurt auf 10% Durchlasspannugsdifferenzen selektiert. Und dafür zahlt man dann auch noch extra... Insgesamt haben die 30% differenzen. Lies dir mal z.B. das Datenblatt der LW P4SG von Osram durch. Das ist eine allerwelts PointLED. (Ich hab einfach zufällig mal eine herausgegriffen.)

Das Problem ist bei 1 Widerstand eben der, das er zwar richtig ausgerechnet worden ist, und trotzdem dir nacheinander die LED's hopps gehen. Und ist erst mal eine weg, folgen die anderen sehr schnell. Denn durch den fehlenden Strom, fällt weniger Spannung am Widerstand ab, -> höhere Spannung an den restlichen LED's, mehr Strom, und schon geht die nächste hopps.

Ich behaupte nicht, das das nicht funktioniert, muss es aber nicht. Aber wenn ich mir die Mühe mache, und 8 SMD LED's in ein Minigehäuse presse, möchte ich schon gerne sicher sein, das die wenigsten ein paar Jahre halten.

[Kessl]

Das Problem ist bei 1 Widerstand eben der, das er zwar richtig ausgerechnet worden ist, und trotzdem dir nacheinander die LED's hopps gehen. Und ist erst mal eine weg, folgen die anderen sehr schnell. Denn durch den fehlenden Strom, fällt weniger Spannung am Widerstand ab, -> höhere Spannung an den restlichen LED's, mehr Strom, und schon geht die nächste hopps.

Ich wiederhole mich gerne, dieses Verhalten wirst du erleben wenn du mehrere LEDs hinter einer KSQ parallel schaltest, aber nicht wenn sie hinter einem Widerstand parallel geschaltet werden. Fällt hinter einem Widerstand eine der 8 LEDs aus, passiert mit den anderen genau gar nichts. Stelle dir den Extremfall vor, 7 LEDs gehen kaputt, dann hättest nur eine LED hinter dem Widerstand, das ist genau was du predigst. Glaube mir, du hast irgendwo einen Denkfehler.

[hoppppla]

Glaube mir, du hast irgendwo einen Denkfehler.

Sorry, der Denkfehler liegt eher bei Dir...

jedes Mal, wenn eine LED ausfällt, bekommen die anderen mehr Strom ab.

Bei nur noch einer LED hast Du dann einen Widerstand dran, der für den 8-fachen Strom berechnet ist....

Schau Dir einfach mal ein LED-Datenblatt etwas genauer an.

 

viele Grüße,

Hermann

[Kessl]

Sorry, der Denkfehler liegt eher bei Dir...

jedes Mal, wenn eine LED ausfällt, bekommen die anderen mehr Strom ab.

Bei nur noch einer LED hast Du dann einen Widerstand dran, der für den 8-fachen Strom berechnet ist....

Oweh oweh. Da muss aber noch mal jemand einen kurzen Nachhilfekurs in Sachen Parallelschaltung belegen. Der Stromfluss durch den Widerstand entspricht der Summe der Ströme durch alle parallelen Bäume. Über allen Bäumen liegt die selbe Spannung. Nehme ich einen Baum weg, dann liegt weiterhin über allen verbleibenden die selbe Spannung die auch vorher angelegen hat, nur statt 8 mal 20 ma habe ich nun 7x 20 ma. Die einzige Auswirkung ist ein geringerer Stromfluss durch den Widerstand, dadurch wird der Widerstand aber etwas kühler, mehr passiert nicht.

 

Anders gesagt: Dein Fernseher brennt nicht durch nur weil du das Licht ausschaltest und eine Stomleitung die ausreichend für einen Staubsauger und einen Kühlschrank ist funktioniert auch dann noch tadellos wenn du mit saugen fertig bist.

[Guest VollNormal]

nur statt 8 mal 20 ma habe ich nun 7x 20 ma. Die einzige Auswirkung ist ein geringerer Stromfluss durch den Widerstand

Da ist der Wurm!

 

Es bleiben weiterhin 8 mal 20 mA, die fließen, nur teilen die sich jetzt auf 7 LEDs auf. Jede einzelne bekommt nun also 8/7 * 20 = knappe 23 mA ab. Damit wird die LED höher belastet und der nächste Ausfall wahrscheinlicher.

[Wellenreiter]

Es kommt darauf an, ob ihr die 8 LEDs mit einer Konstantspannungs- oder Konstantstromquelle betreibt. Bei konstanter Spannung wir der Strom, der durch eine einzelne LED fließt, sich nicht ändern, wenn eine der LEDs ausfällt. Bei konstant eingeprägtem Strom wird der Strom pro LED größer, wenn eine LED ausfällt. Damit steigt die thermische Belastung pro LED, sie altern schneller. Fällt noch eine aus, ohne das die erste ersetzt wurde, wird der Strom noch größer... Das ganze kann dann kollabieren und geht dann immer schneller. Bei Wahl einer Konstantstromquelle sollte man das also berücksichtigen. Demnach wären eigentlich mehr LEDs pro Stromkreis sinnvoller. Bei 2 LEDs verdoppelt sich der Strom für die verbliebene LED (was sich gleich zerstören würde). Bei einer großen Anzahl von LEDs ist die zusätzliche Belastung pro LED bei Ausfall einer unerheblich.

Wenn man einen Akku nimmt, kann man eher von einer Konstantspannungsquelle mit vorgeschaltetem (Innen-)Widerstand ausgehen. Da sollte diese Art von Selbstzerstörung nicht auftreten (lasse mich aber gerne eines Besseren belehren, da ich nur 5 Minuten Mittagspause für’s Nachdenken spendiert habe)

Chris

[Kessl]

Da ist der Wurm!

 

Es bleiben weiterhin 8 mal 20 mA, die fließen, nur teilen die sich jetzt auf 7 LEDs auf. Jede einzelne bekommt nun also 8/7 * 20 = knappe 23 mA ab. Damit wird die LED höher belastet und der nächste Ausfall wahrscheinlicher.

Warum willst du unbedingt mit dem Kopf eine Betonmauer einreißen? Was du schreibst gilt für eine KSQ, nicht für einen Widerstand. Es fließt doch auch nicht mehr Strom durch deinen Fernseher, nur weil du die Deckenleuchte ausschaltest.

[hoppppla]

Hallo,

 

ein Widerstand, über den eine konstante Spannung abfällt, kann als Konstantstromquelle betrachtet werden.

 

viele Grüße,

Hermann

[Guest VollNormal]

Wenn ich eine LED mit einem Widerstand betreibe, dann ermittele ich den Spannungsabfall über dem Widerstand. Das ist genau die Differenz zwischen der Betriebsspannung und dem Spannungsabfall über der LED. Den Widerstand dimensioniere ich dann nach dem Ohm'schen Gesetz so, dass eben genau der gewünschte Strom fließt.

 

Bei einer Parallelschaltung der LEDs ändert sich der Spannungsabfall nicht, egal wieviele ich nebeneinander setze. Also bleibt auch der Gesamt-Strom gleich, egal wie viele LEDs ich einsetze, wenn ich immer noch nur einen Widerstand verwende. Fällt eine LED aus, teilt sich der immer noch gleiche Strom auf die übrig gebliebenen auf.

 

Der Vorwiderstand ist doch im Grunde eine Konstantstromquelle, die allerdings nur für genau eine Betriebsspannung und genau eine LED-Durchlassspannung ausgelegt ist.

[hoppppla]

Kurze Rechnung, um diese nette Diskussion mal mit Fakten abzukürzen...

zur Vereinfachung mal mit 2 LEDs:

LED1: 3,4V Flußspannung

LED2: 3,2V Flußspannung

Sollstrom 20mA pro LED

Betriebsspannung 12V

-> Widerstand: 12V - 3,3V / (2 * 20mA) = 217,5Ohm -> 220Ohm

jetzt fällt LED2 aus.

Neue Werte:

Spannungsabfall über den Widerstand: 12V - 3,4V = 8,6V

Ergibt einen Strom von: 8,6V / 220Ohm = 39mA

q.e.d

 

viele Grüße,

Hermann

[nikolaus10]

Hae ?

 

Was wird denn nun verwendet , eine Konstantstromquelle oder ein Widerstand? Beides gleichzeitig macht ueberhaupt keinen Sinn.

 

( Ein Widerstand begrenzt strom und mit den richtigen Werten ist er einer Konstantstromquelle aehnlich )

 

Hinter einer Konstantstromquelle LED's parallel zu schalten fuehrt frueher oder spaeter zum ausfall aller Dioden.

 

Deswegen LED in Reihe schalten, soviel wie die Spannung her gibt.

 

KR

[nikolaus10]

Zusatz:

 

Das ohmsche Gesetz gilt hier eben nicht !

 

 

 

( Das ohmsche Gesetz ist sowieso ein Sonderfall der nie eintritt )

[Guest willie]

Hae ?

 

Was wird denn nun verwendet , eine Konstantstromquelle oder ein Widerstand? Beides gleichzeitig macht ueberhaupt keinen Sinn.

 

( Ein Widerstand begrenzt strom und mit den richtigen Werten ist er einer Konstantstromquelle aehnlich )

 

Hinter einer Konstantstromquelle LED's parallel zu schalten fuehrt frueher oder spaeter zum ausfall aller Dioden.

 

Deswegen LED in Reihe schalten, soviel wie die Spannung her gibt.

 

KR

2x Richtig.

Verwendet wird eine Batterie, Akku, was auch immer mit einigermassen konstanter Spannung. Der Widerstand soll hier den Strom begrenzen. Die Rechnung von hoppppla ist völlig korrekt.

 

Es fließt doch auch nicht mehr Strom durch deinen Fernseher, nur weil du die Deckenleuchte ausschaltest.

Auch wen du's nicht glaubst, es ist tatsächlich so. Nur ist der Innenwiderstand der Stromquelle, indemfall das Kraftwerk samt aller Leitungen, so gering ist, das wir uns hier im 1-Stelligen Voltbereich bewegen. Aber du kannst ja mal folgenden Versuch machen. Nimm ein schönes aufgewickeltes (damit erhöhen wir den Innenwiderstand) 25m Verlängerungskabel. Jetzt ein 20W Glühbirne (bitte eine echte Glühbirne und keine Leuchtstoff oder LED Birne) und einen Heizlüfter. Schalte mal beides an und schau dir das Licht an. Jetzt schaltest du den Heizlüfter ab und siehe da, die Birne leuchtet heller...

Du kannst das auch gerne messen. Durch die Birne fliesst mehr Strom. (und natürlich liegt jetzt auch mehr Spannung an, deswegen fliest ja auch mehr Strom...)

Das ist eben das schöne an nichtlinearen Sachen. man kann sich so schön an die Köppe kriegen...

[nikolaus10]

ja, alles richtig.

 

Nur, Gluehlampen sind auch ein schlechtes Beispiel.

Gluehlampen sind Kaltleiter und damit auch Konstantstrom-senken.

(somit leider nicht ohmsch)

 

Die ersten Akkulader waren auch mit Gluehbirnchen ausgestattet.

 

KR

[Kessl]

Ich muss gestehen, einen Punkt habe ich tatsächlich vernachlässigt, nicht alle Aussagen von mir sind richtig, teilweise war ich etwas voreilig. Daher diesmal ganz richtig.

 

Was die Berechnung des Widerstands angeht, bzw. des Stromflusses:

Hier gibt es zwei Dinge zu beachten. Erstmal der Widerstand bei einer Reihenschaltung. Nehme ich 2 Widerstände und schalte die in Reihe, addieren sie sich. Statt zwei Widerständen mit 100 Ohm in Reihe kann ich also auch einen mit 200 Ohm nehmen, es wird exakt der selbe Strom fließen. Bei Parallelschaltungen ist das anders, hier addieren sich die Kehrwerte. Statt 2 Widerständen mit 100 Ohm kann ich also einen mit 50 Ohm nehmen (Bei einer reinen Parallelschaltung halbiert sich also der Stromfluss wenn ich eine LED entferne). Drösele ich nun nach Widerstand 1 die Leitung auf und schalte widerstand 2 und 3 parallel zu widerstand 1 in Reihe (alle 100 Ohm), so ergibt sich ein Gesamtwiderstand von 150 Ohm (erst den parallelel auflösen, dann die reihe), also mehr als die Hälfte. Richtig ist also, ja die verbleibenden LEDs werden heller wenn eine entfernt wird. Falsch ist aber das sie doppelt so hell werden. Aufgrund der relativ selbstzerstörerischen Charakteristik der LED würde ich mein Votum doch gegen die Parallelschaltung ändern.

[Torsten]

Von Moderator Torsten bearbeitet

Hallo Leute,

diesen Glaubenskrieg rund um das ohm´sche Gesetz allgemein und LED´s im Speziellen hatten wir hier schon mehrfach... letztendlich haben alle irgendwie Recht, oder?

Lest euch bitte mal den Thread-Titel durch, es wäre nett, wenn ihr zu diesem Thema zurückkehren könntet.

Danke & Grüße

Torsten

[ManfredBochum]

Rechne einfach

 

P=UxU/R

 

P=IxIxR

 

P=UxI

 

Für den Rest gibt es noch die guten alten Fachbücher.