Zwei LEDs anschließen
Keine Leistungs-LEDs
Wir beschäftigen uns hier nur mit kleinen LEDs geringer Leistung. Sie haben eine Leistung von 0,06 W. Sie haben eine Spannung zwischen 1,8 V und 3,2 V und müssen mit einem Vorwiderstand betrieben werden.
- LEDs mit höherer Leistung von 1 W und mehr
- oder für höhere Spannungen von z. B. 12 V
- oder für höhere Ströme von z. B. 350 mA
- sind hier nicht gemeint.
Sie werden in der Regel nicht mit einem Vorwiderstand betrieben.
Sie müssen oft mit speziellen Stromversorgungen betrieben werden.
Wir bauen verschiedene Schaltungsvarianten mit zwei LEDs auf.
1. LEDs mit Widerstand parallel schalten
Die Variante 1 ist einfach. Sie hat den Nachteil, dass wir für jede LED einen Widerstand benötigen.
Neue Symbole
In Bild 1 enthält das Schaltbild neue Symbole:
- Punkte auf Leitungen
- Sie bedeuten, dass die Leitungen im jeweiligen Punkt miteinander verbunden sind.
2. LEDs direkt parallel schalten
Was passiert? Ausprobieren!
Beide LEDs werden leuchten, aber dunkler als in Bild 1. Das liegt daran, dass der Strom durch den Widerstand auf beide LEDs verteilt wird. Je nach LED leuchtet eine heller als die andere. Der Helligkeitsunterschied ist meist nicht erkennbar, weil unsere Augen kleine Unterschiede kaum wahrnehmen. Aber die hellere LED klaut der anderen den Strom. Wenn wir LEDs zum Beleuchten verwenden wollen, ist das nicht effizient. Es gibt noch einen weiteren Effekt: Die helle LED wird stärker belastet.
Wenn wir die LEDs an ihrer Leistungsgrenze betreiben, und das tun wir bei der Beleuchtung, wird die helle LED stärker belastet und kann durchbrennen. Dies führt dann zu einer Überlastung der parallel geschalteten LED, die dann ebenfalls ausfällt.
3. LEDs antiparallel schalten
Es leuchtet immer eine LED. Welche leuchtet, hängt von der Polarität der Stromversorgung ab. Wenn wir eine rote und eine grüne LED antiparallel schalten, können wir so die Polarität der Stromversorgung feststellen.
4. LEDs in Reihe schalten
Die LEDs werden leuchten, aber etwas dunkler. Wenn wir die LEDs vertauschen, ändert sich nichts. Das liegt daran, dass der Widerstand für beide LEDs den gleichen Strom liefert.
5. LEDs anti in Reihe schalten
Zuerst überlegen wir, was passieren wird. Ein Versuch macht uns dann klüger.
Fazit
Es gibt sinnvolle und weniger sinnvolle Schaltungen mit zwei LEDs.
Wir sollten niemals LEDs unmittelbar parallel schalten.
Vorwiderstände für LEDs
Hier betrachten wir, was passiert, wenn wir die Schaltung der Widerstände vor den LEDs ändern.
Helligkeit einstellen
Wir werden feststellen, dass wir die Helligkeit von LEDs über Vorwiderstände einstellen können.
Es gibt nur zwei sinnvolle Möglichkeiten, Widerstände vor LEDs zu schalten:
- parallel oder in Reihe.
Parallelschaltung von Widerständen
In Bild 6 wird ein Versuch dargestellt, bei dem eine LED mit einem, zwei, drei oder vier gleichen Vorwiderständen betrieben wird.
Zuerst wird die LED mit einem Widerstand betrieben. Wenn wir dann einen zweiten Widerstand parallel zum ersten anschließen, wird die LED deutlich heller.
Wenn wir einen dritten Widerstand parallel schalten, wird die LED im Vergleich zu zwei Widerständen nur noch geringfügig heller.
Von zwei auf vier Widerstände wird die LED wieder deutlich heller.
Reihenschaltung von Widerständen
Wir können Widerstände auch in Reihe, d. h. hintereinander schalten.
Bild 7 zeigt zwei Möglichkeiten, eine LED zu betreiben:
- mit einem Vorwiderstand oder
- mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen.
- Mit in Reihe geschalteten Widerständen wird die LED deutlich dunkler.
Regeln
- LEDs werden immer mit einem Vorwiderstand betrieben.
- LEDs werden nicht direkt parallel geschaltet.
- Werden LEDs antiparallel geschaltet, kann die Polarität einer Spannungsquelle bestimmt werden.
- LEDs können in Reihe geschaltet werden und benötigen dann nur einen Vorwiderstand.
- Wenn wir Vorwiderstände parallel schalten, wird die Helligkeit einer LED heller.
- Wenn wir zwei gleiche Vorwiderstände parallel schalten, wird die LED deutlich heller.
- Wenn wir Vorwiderstände in Reihe schalten, wird die LED dunkler.