Widerstände werden verdammt heiss

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Moderator: T.Hoffmann

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Mi, 21.10.09, 15:42

Moinsen

Ich hab derzeit ja die leds entdeckt und was man da alles feines mit machen kann. Wie man sich das mit den widerständen ausrechnet und welche man braucht hab ich soweit auch verstanden...dachte ich jedenfalls.

Ich hab nu folgendes problem:
Ich wollte mir ne kleine lichtleiste mit 6 roten leds fürs auto baun. Hat soweit auch alles geklappt und leuchtet auch wunderbar. Allerdings ist mir beim testen aufgefallen, das die drähte der widerstände verdammt heiss werden. Ist n schrunpfschlauch drüber und man kanns grad noch so anfassen, aber ich glaub nicht, das das so sein muss.

Die lichtleiste besteht aus 2 x 3 roten leds mit 2 volt 20ma. Ich hab die plusleitung dann mit den 2 widerständen verbunden, einer geht zu den 3 rechten leds einer zu den 3 linken. Drecksheiss wird der draht der zu den widerständen gehört, auf denen die 12 volt ankommen.

Die widerstände sind 120 ohm 0.1 watt, was ja eigentlich durchaus reichen sollte. Ich häng mal n bild mit dran, etwas unscharf aber sollte einigermassen erkennbar sein. Evtl kann mir ja einer sagen, was ich hier falsch mache.
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Sailor
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Mi, 21.10.09, 16:10

Ich errechne einen Widerstand von min. 420 Ohm für jede Reihe;

(14,4 V - 6 V) / 0,02 A = 420 Ohm, selbst bei 12 Volt Versorgungsspannung sind es noch 300 Ohm.

Dann sollten die Widerstände auch kühler bleiben.
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Beatbuzzer
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Mi, 21.10.09, 16:13

Sieht aus wie eine Parallelschaltung, was du da gebaut hast. Ziemlich ungünstig, wenn 12V zur Verfügung stehen.
Jeweils drei in Reihe plus Widerstand würde dein Problem schon lösen.
Die Hitzhe kommt daher, dass immerhin 60mA fliessen und 10V unbenutzt bleiben. Das alles über einem Widerstand macht schon 0,6W.

Weiterhin sind die Widerstände für diese Verschaltung zu klein. Mindestens 167ohm, also besser 180ohm bekomme ich raus.
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Mi, 21.10.09, 17:03

Sailor hat geschrieben:Ich errechne einen Widerstand von min. 420 Ohm für jede Reihe;

(14,4 V - 6 V) / 0,02 A = 420 Ohm, selbst bei 12 Volt Versorgungsspannung sind es noch 300 Ohm.

Dann sollten die Widerstände auch kühler bleiben.
Jo stimmt, da muss ich mich irgendwo verhaun haben. Hab mangels alternative jetzt 560 ohm verbaut und funzt 1a. Sieht auch nicht viel dunkler aus und werden nicht mal mehr handwarm.

Bedanke mich erstmal :)
Kunibert93
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Mi, 21.10.09, 20:42

Das mit den 0,1 W ist aber klar das die Heiß werden
Du hast 3LEDs Parallel pro Widerstand, mach also 60mA Strom. Dann fallen 2 V ab sind also 10V die der Widerstand verbrauchen muss.
Mit dem Werten komme ich auf 0,83W. Auch der Strom für die LEDs dürfte zu hoch sein.
Bei 12V könntest du alle in Reihe schalten, also die Kathode der LED an die Anode der anderen LED. Somit brauchst du nur 1nen Widerstand von 100Ohm. Ich habe den Widerstand für 14 V berechnet da bei einem Auto immer etwas mehr als 12V sind.
Man kann auch zur Sicherheit 120Ohm nehmen, wenn man von 14,4V ausgeht. Am Widerstand würden dann nur 0.048W (48mW) abfallen. Die Schaltung würde auch nur 6 mal weniger Strom verbrauchen, obwohl das wohl eher unerheblich ist bei Standart LEDs.

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Do, 22.10.09, 09:29

Danke für deine mühe, werds wohl beim nächsten mal so machen. Bin halt noch am rumprobieren und manches leuchtet mir noch nich so ganz ein :wink:
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Sailor
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Do, 22.10.09, 09:41

In der Reihenschaltung fließt der (gleiche) Strom durch alle Bauteile. Die Spannung teilt sich auf die Bauteile auf, und zwar im Verhältnis der Widerstände dieser Bauteile.

In der Parallelschaltung liegt die (gleiche) Spannung an allen Bauteilen an. Der (Gesamt-) Strom verteilt sich auf die einzelnen Bautile im umgekehrten Verhältnis der Widerstände dieser Bauteile.

Für Deine Anwendung bedeutet das: je mehr LED´s in einer Reihe sind, desto weniger Strom wird aus dem Akku gezogen und desto länger kann er die LED´s leuchten lassen, bzw. es steht länger Energie für andere Anwendungen zu Verfügung.

Der Menge der LED´s in Reihe ist allerdings eine Grenze gesetzt: die Summe der Flussspannungen der LED´s darf die zur Verfügung stehende Akku-Spannung nicht überschreiten. Es sollte vielmehr noch etwas "Luft" sein, damit der schützende Widerstand auch wirken kann.
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Do, 22.10.09, 11:02

Eins ist mir irgendwie unklar. Egal wo man liest, überall steht halt wie man errechnet, wieviel ohm der widerstand haben sollte. Aber nirgendwo hab ich bisher gelesen, wie man errechnet, wieviel watt der widerstand haben muss. Denn wenn ich das richtig mitbekommen habe, liegt das heiß werden ja nicht an der falschen ohmzahl, sondern primär daran das mein widerstand mit 0.1 watt total unterdimensioniert war.
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Sailor
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Do, 22.10.09, 11:13

Die Leistung (Watt-Zahl) errechnet sich aus Spannung mal Strom.

Bei 14,4 Volt und einer LED mit 2 Volt / 20 mA: (14,4 V - 2 V) x 0,02 A = 0,248 Watt

Bei 14,4 Volt und fünf LED´s mit 2 Volt/20 mA: (14,4 V - 5 x 2 V) x 0,02 A = 0,088 Watt

Was der Widerstand in der Reihe weniger verheizt, steht den LED´s zur Verfügung.
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Do, 22.10.09, 11:18

Errechnet sich das bei parallelschaltungen genau so?
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Do, 22.10.09, 11:23

Ja, beachten musst Du allerdings, dass in Parallelschaltungen ein höherer Strom fließt. In Deiner Schaltung ganz oben der dreifache Strom, also 60 mA. Damit wird bei einem Zentralwiderstand für die drei LED´s auch die dreifache Leistung im Widerstand in Wärme umgesetzt.
Kunibert93
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Do, 22.10.09, 12:29

Ich würde Grundsätlich immer soviele LEDs in Reihe schalten wie möglich. Dann hat man das Problem von heißen Widerständen nicht. Ich hatte noch nie heiße Widerstände.
Wer zu faul ist alles zu "Fuß" auszurechnen kann auch hier schauen, dort gibt es auch ein Formelrad mit einigen Formeln.
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Do, 22.10.09, 13:03

Kunibert93 hat geschrieben:Ich würde Grundsätlich immer soviele LEDs in Reihe schalten wie möglich. Dann hat man das Problem von heißen Widerständen nicht. Ich hatte noch nie heiße Widerstände.
Das ist bei einer Anwendung im KFZ nicht unbedingt die beste Lösung!

Der unsaubere Spannungsverlauf mit Spitzen, die weit über den angenommenen 14,4 Volt liegen, gebietet einen Abstand zwischen der Summe der LED-Spannungen und Versorgungsspannung, damit der Widerstand durch seine Größe auch noch eine strombegrenzende Wirkung entfalten kann.
Kunibert93
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Do, 22.10.09, 13:20

Ok , habe nich dran gedacht das dieser Thread für LEDs in einem Auto sind. Können die LEDs eigentlich durch Spannungspitzen beim Anlassen oder evt. auch beim Ausschalten des Motors die LEds zerstören? Oder haben die Autohersteller vieleicht sogar eine Sicherung gegen zu hohe Spannung drinne?
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Sailor
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Do, 22.10.09, 14:17

Ich habe noch nicht gehöört, dass die LED´s direkt durch die Spannungsspitzen zerstört wurden, dazu ist die Energie durch die kurze Dauer der Spitzen wohl zu gering. Bei ausreichendem Widerstand wird der größte Teil der Spannung über den Widerstand aufgefangen weil dier Innenwiderstand der LED´s mit zunehmender Spannung kleiner wird und der Spannungsteiler LED/Widerstand sich damit in Richtung Widerstand verschiebt. Dazu muss der Widerstand aber auch in der Lage sein.

Meine Regel im KFZ-Bereich, aber auch in anderen 12 Volt Bleiakkusystemen mit Ladespannungen von 14 + Volt: LED´s bis zu einer Flussspannung von 10 Volt, der Rest über Widerstand. Damit bin ich bis jetzt ganz gut gefahren und ich halte es auch als guten Kompromiss zwischen Effizienz und Schutz.

Problematischer sind die Spannungsspitzen, wenn die LED´s hinter einem Spannungsregler betrieben werden. Wenn nicht zuverlässig verhindert, führen die Spitzen zu einem Schwingen des reglers wodurch die LED´s zerstört werden können. Da reichen die beiden in den Datenblättern angegebenen Kondensatoren nicht immer aus.
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Kunibert93 hat geschrieben:Oder haben die Autohersteller vieleicht sogar eine Sicherung gegen zu hohe Spannung drinne?
Es gibt solche Teile zum nachträglich einbauen. Wahrscheinlich mit Varistor, Surpressor-Diode o.ä. Das soll bei erhöhtem Glühlampenverschließ helfen. Und wenn die Spannungsspitzen so kräftig sind, dass sie selbst die unendlich trägen Glühlampen schädigen, würde ich die Situation bei LEDs gleich mal doppelt so ernst nehmen.
Je nach Widerstandswahl bleibt man innerhalb der zulässigen Impulsspitzen für die LEDs und hat keine Probleme.

Wie hoch die Spannungsspitzen genau sind, kann man wohl nur mit Oszi feststellen...
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Romiman
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Do, 22.10.09, 19:09

An KFZ-Spannung maximal 3 weiße, blaue oder hellgrüne in Reihe, und maximal 5 rote oder gelbe LEDs.

Oder andersherum, der korrekt berechnete Widerstand sollte mindestens 100 Ohm groß werden.
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