Parallele Widerstände und LEDs
Wir experimentieren mit einigen Schaltungen, bauen sie auf und notieren die Ergebnisse.
Ergebnis: die LED leuchtet.
Ergebnis: die LED leuchtet heller.
Ergebnis: die LEDs leuchten dunkler. Die grüne LED ist wesentlich dunkler als die rote.
Ergebnis: Nur die grüne LED leuchtet mit normaler Helligkeit.
Ergebnis: Nur die rote LED leuchtet mit normaler Helligkeit.
Die LED leuchtet nur noch schwach.
Zusammenfassung
In Schaltung 2 summiert sich offensichtlich der Strom durch die Widerstände R2 und R3 in der LED2. Weil die beiden Widerstände gleich groß sind, fließt durch die LED der doppelte Strom.
In Schaltung 3 müsste sich dementsprechend der Strom durch die beiden LDEs gleichmäßig aufteilen. Das ist aber nicht der Fall, weil die rote LED besser leitet und der grünen Strom entzieht. Wegen dieser Eigenschaft von LEDs sollte man LEDs niemals unmittelbar parallel schalten.
In Schaltung 6 haben wir einen ähnlichen Fallt wie in Schaltung 5. Hier entzieht der Widerstand R8 der LED9 Strom.
Die Schaltungen 4 und 5 sind für uns von besonderem Interesse. Eigentlich sind beide Schaltungen gleich. Allerdings sind sie umgekehrt an die Stromversorgung angeschlossen. Nur die LED, die in Durchlassrichtung betrieben wird, leuchtet, leitet also. Die LED in Sperrrichtung stört überhaupt nicht. Wir sagen, dass die LEDs antiparallel geschaltet sind.
Parallelschaltung von Widerständen
Die beiden obigen Schaltungen 1. und 2. unterscheiden sich nur darin, dass ein oder zwei Widerstände in parallel geschaltet sind.
Die LED leuchtet allerdings bei zwei parallelen Widerständen heller.
Die Wirkung der beiden parallelen Widerstände von 1kΩ ist die gleiche wie die eines 500Ω (0,5kΩ) Widerstands.
Auf der linken Seite haben wir zwei parallel geschaltete Widerstände R1 und R2. Die rechte Seite ersetzt diese beiden durch einen Gesamtwiderstand Rges.
Der Gesamtwiderstand Rges lässt sich so leicht berechnen:
R1 * R2
Rges = -------
R1 + R2
Einfacher ist es, wenn zwei gleiche Widerstände R parallel geschaltet sind,
Rges = R / 2
Wenn mehrere, sagen wir N, gleiche Widerstände R parallel geschaltet sind,
Rges = R / N
Der Gesamtwiderstand gleicher parallel geschalteter Widerstände ist einfach der Widerstandswert dividiert durch die Anzahl.
Regeln
- Werden Widerstände parallel geschaltet, erhöht sich der Gesamtstrom durch die parallelen Widerstände.
- LEDs dürfen nicht in Durchlassrichtung parallel geschaltet werden.
- LEDs können antiparallel geschaltet werden. Dann leuchtet je nach Polarität der Stromversorgung diejenige, die in Durchlassrichtung betrieben wird.
- Wird parallel zu einer LED ein Widerstand geschaltet, fließt durch den parallelen Widerstand ein Teil des Stroms ab.
- Zwei in parallel geschaltete Widerstände haben einen Wert Rges, der mit folgender Formel berechnet werden kann:
R1 * R2
Rges = -------
R1 + R2
- Der Gesamtwiderstand parallel geschalteter Widerstände ist immer keiner als der kleinste Einzelwiderstand.