LEDs benötigen einen Vorwiderstand, um im optimalen Arbeitspunkt betrieben zu werden und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Hier erfährst du alle Formeln zur Berechnung. Außerdem findest du einen einfachen Online-Rechner, um den LED Vorwiderstand mit Hilfe der LED Parameter zu berechnen.
LED Spannung und Strom begrenzen
Eine Leuchtdiode ist ein Halbleiterbauelement, welches eine Durchlassspannung besitzt. Die Durchlassspannung ist abhängig von der Wellenlänge und damit von der Farbe der jeweiligen LED.
Hier einige Durchlassspannungen für Standard-LEDs:
- Rot: 1,8 V
- Gelb: 2,0 V
- Grün: 2,2 V
- Blau: 3,6 V
Viele Schaltungen arbeiten jedoch mit einer Betriebsspannung von 5 V oder 12 V. Dies ist deutlich zu hoch für die LED, weshalb die zu hohe Spannung mit einem Vorwiderstand reduziert werden muss.
Zusätzlich sorgt der Vorwiderstand auch für eine Strombegrenzung, denn der Innenwiderstand der LED sinkt ab, nachdem die LED zu leuchten beginnt. Ohne einen Vorwiderstand würde der Strom in dem Moment stark ansteigen und die LED im schlechtesten Fall zerstören.
Berechnung des LED Vorwiderstands
Der LED Vorwiderstand muss so dimensioniert werden, dass an diesem exakt die Differenz zwischen Betriebsspannung (der Schaltung) und Durchlassspannung abfällt.
Vorwiderstand Formel
Die Grundformel zur Berechnung des Vorwiderstands nach dem ohmschen Gesetz lautet:
$$ R = \frac{U_R}{I} $$
Dabei ist:
$R$ der Vorwiderstand
$U_R$ die Spannung am Vorwiderstand
$I$ der Betriebsstrom der LED
Um die Spannung am Vorwiderstand zu ermitteln, muss die LED Durchlassspannung $U_F$ von der Betriebsspannung $U$ subtrahiert werden:
$$ U_R = U – U_F $$
Kombiniert ergibt sich für den Vorwiderstand folgende Formel:
$$ R = \frac{U – U_F}{I} $$
LED Vorwiderstand Rechner
Mit diesem Online-Tool kannst du den Vorwiderstand für eine oder mehrere LEDs sowohl in Reihenschaltung als auch in Parallelschaltung auf einfache Weise berechnen. Gebe dazu einfach die LED Anzahl, die Betriebsspannung sowie die LED Durchlassspannung und den LED Strom ein.
Leistung des LED Widerstands
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Verlustleistung $P$ des Vorwiderstands, welche in Watt (W) gemessen wird. Sie wird als Produkt aus der Spannung am Vorwiderstand und dem Betriebsstrom der LED berechnet:
$$ P = U_R \cdot I $$
In der Praxis ist es sinnvoll, den Widerstand mit 2 bis 10-facher Leistung des berechneten Wertes zu dimensionieren, damit der Widerstand nicht zu heiß wird.
