Der Strom und die Spannung
Die meisten 3- und 5mm LEDs werden bei einem Strom von ca. 20mA und einer Spannung von 2-4V betrieben. Hochleistungs LEDs wie z.B. Luxeon Staremitter, Golden Dragon, SuperFlux oder Multi-Chip-LEDs (z.B. RGB) nehmen bis zu 350mA und mehr auf. Die Stromaufnahme steigt nicht proportional der Spannung an. Die Spannung einer LED kann nur in einem gewissen Maß (meist ca. 0,5V) verändert werden ohne die LED entweder zu beschädigen (zu hohe Spannung) oder diese nicht leuchten zu lassen (zu niedrige Spannung). Wie groß die Spanne ist, in der die LED betrieben werden kann, hängt von der LED (besonders von der Lichtfarbe) ab und kann im jeweiligen Datenblatt eingesehen werden. Es kann vorkommen, das blaue LEDs bis zu 0,7V ohne weiteres aushalten, während eine rote LED nach wenigen Sekunden bei 0,1V über der angegebenen Maximalspannung bereits schmilzt.
Durch die Stromangabe können Sie feststellen, wie lange eine LED an einer Batterie betrieben werden kann, bevor die Batterie leer ist. Ist eine LED mit 20mA an eine Batterie mit 2000mAh angeschlossen, so ist diese nach 100 Stunden (2000 : 20) verbraucht. Dies ist natürlich nur ein theoretischer Wert, da die Spannung der Batterie immer weiter absinkt, je mehr diese verbraucht ist.
Reihenschaltung
In einer Reihenschaltung werden alle LEDs hintereinander betrieben. Also wird ein (Plus-)Pol immer an den (Minus-)Pol der nächsten LED angeschlossen.Es verhalten sich in dieser Schaltung alle LEDs wie eine "große LED". Sind also 5 LEDs mit einer Spannung von jeweils 2,4V in Reihe geschaltet, ergibt dies eine benötigte Versorgungsspannung von 12V. Dennoch sollte immer ein Widerstand in Reihenschaltungen integriert werden um Spannungsschwankungen auszugleichen. Die Stromaufnahme einer Reihenschaltung addiert sich nicht, verwenden sie also 5 LEDs mit je 20mA Stromaufnahme so bleibt diese in einer Reihenschaltung auch weiterhin bei 20mA. Dies muss besonders bei der Auswahl des Netzgerätes und der Widerstände beachtet werden, da diese nur bis zu bestimmten Strömen betrieben werden dürfen.
Grundsätzlich sollte in jede Schaltung mit einer LED auch immer ein Widerstand integiert werden um eventuelle Spannungsschwankungen abzufangen. Dies ist vor allem im PKW nötig, um eine lange Lebensdauer der Dioden zu gewährleisten. Eine Reihenschaltung von LEDs ist wesentlich effizienter als eine Parallelschaltung, da letztere weniger Energie benötigt. Die Widerstände "verbrennen" einen großen Teil der Energie regelrecht durch Wärmeentwicklung. D.h. je weniger Widerstände benötigt werden, desto höher die Effizienz. Entgegen der weit verbreiteten Meinung, können auch LEDs mit verschiedenen Betriebsspannungen in Reihe geschaltet werden.
Parallelschaltung
Bei einer Parallelschaltung werden alle LEDs getrennt voneinander an die selbe Stromquelle angeschlossen. Es ist lediglich zu beachten, dass die Stromquelle (z.B. das Netzteil) genügend Strom abliefern kann und nötigenfalls die Spannung mit einem Widerstand abgeregelt wird. Bei handelsüblichen Universalnetzgeräten kann die Spannung meist auf ein LED-Verträgliches Niveau heruntergeregelt werden. Die benötigten Widerstände müssen bei JEDER LED einzeln angebracht werden. Wo und in welcher Richtung der Widerstand innerhalb des einzelnen Stromkreises installiert wird, ist unerheblich. Siehe auch "Widerstände"
Löten
Beim Löten muss beachtet werden, dass die LED beschädigt werden kann, wenn der LED-Chip zu lange zu hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Entfernung vom Lötpunkt zum LED-Kopf muss mind. 3mm beragen. Diese Stelle wird durch die "Lötmarkierung" gekennzeichnet. Sie macht sich durch eine leicht verbreitete Stelle am LED-Beinchen kurz nach dem LED-Kopf bemerkbar. Als Richtwert gilt: Nicht länger als 3 Sekunden über 250°C an dieser Stelle.
Widerstände
Da eine LED i.d.R. mit einer Spannung zwischen ca. 2V und 4V arbeitet und die meisten Quellspannungen höher sind, müssen diese gedrosselt werden, um die LED nicht zu beschädigen. Dies geschieht mit dem Vorwiderstand. Dieser wird üblicherweise am Pluspol der LED angebracht (gelötet). Es spielt allerdings für die LED keine Rolle wo der Widerstand sich innerhalb des Stromkreises befindet. Er kann auch am Minuspol oder am Kabel befestigt werden, wenn dies für die Montage geschickter ist. Der Widerstand hat keine Polung und daher auch keine bestimmte Richtung auf die bei der Montage geachtet werden muss. Wird ein Widerstand nicht oder unsachgemäß angebracht zerstört dies evtl. die LED bzw. verringert Ihre Lebensdau
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