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3 step`s zur richtigen LED

Beleuchtungsstärke Lux

Strom
Die Abstrahlung von einer LED ist ca. proportional zum Strom und hängt von der Wärmeableitung, also von der Temperatur die die Led besitzt, ab.
Wir haben schon gehört, dass Glühbirnen ca. 95% ihrer abgegebenen Energie in Wärme umwandeln. LEDs haben zwar einen viel höheren Wirkungsgrad aber Wärme wird trozdem erzeugt und bei starken 1W - 9W Leds muss eine gute Wärmeableitung, die durch die Bauform erzeugt wird, vorhanden sein.
LEDs werden normalerweise mit 20mA betrieben. Bei starken LED wie z.B. Led Spot´s ist der Betriebsstrom viel höher und kann bis zu 1A betragen. Deswegen auch die höhere Temperatur. Bei bedrahteten LEDs z.B. übernehmen die langen An und Katoden, die Aufgabe der Kühlung.

LED Farbe
Rot
Gelb
Grün
Blau
Weiß

Spannung bei 20mA
1,9 V
2,1 V
2,2 V
3,4 V
3,5 V

Welcher Strom fließt bei welcher Spannung?
Diese Frage beantwortet die Kennlinie einer LED. Die Skize zeigt die gemessene Kennlinie einer roten, grünen und blauen LED.
Man sieht, dass jeweils erst ab einer gewissen Mindestspannung oder „Schwellspannung" ein merklicher Strom fließt. Mit steigender Spannung steigt der Strom immer steiler an. Die Messungen wurden beim gerade noch erlaubten Strom von 20 mA beendet. Der weitere Verlauf der Kennlinien ist aber leicht vorstellbar.

LED Spot´s Ein stärkerer Strom bewirkt eine erhöhte Wärmeentwicklung und die höhere Temperatur erzeugt wiederum mehr Ladungsträger. Dadurch steigt der Strom weiter an, der Halbleiter wird noch mehr erwärmt.
WICHTIG!
Eine nur geringfügig höhere Spannung bedeutet einen erheblich höheren Strom, der sehr schnell zur Zerstörung einer LED führen kann!!!
Deshalb muss in jedem Stromkreis mit einer LED auch ein Widerstand liegen, der den Strom begrenzt.
Desweiteren muss die entstehende Wärme abgeleitet werden.
Bedratete LEDs Damit tatsächlich ein Strom von 20 mA fließt, muss der Widerstand entsprechend bemessen werden.

R = U/I

Bei genügend großer Batteriespannung von z.B. 9 V können zwei oder mehr LEDs in Reihe geschaltet werden.
Dabei addieren sich die Durchlassspannungen der Dioden, so dass weniger Spannung am Vorwiderstand liegt.

Beispiel:
Eine rote und eine grüne LED z.B. haben bei einem Diodenstrom von 20 mA und eine Spannung von 1,9 V + 2,2 V = 4,1 V. Am Vorwiderstand liegt also noch eine Spannung von 9 V – 4,1 V = 4,9 V.
R = 4,9 V / 20 mA R=245 Ohm

Wir sehen auch in der Skize, dass eine z.B. Rote LED, schon bei ca. 1,5V zu leuchten beginnt, eine Blau Led hingegen erst bei ca. 2,7V.

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