Wechselstrom

thedoc · Beitrag von **thedoc** » Dienstag 31. Januar 2006, 19:04

Wenn ich eine LED mit einem sehr hohen Widerstand betreibe (100k) wird sie dann immernoch nach einiger Zeit vom Wechselstrom (16V) zerstört oder fängt der Widerstand alles ab ? Hat da schon Jemand Erfahrungen ?

Gruß!
Rick

Eisenbahnfan Dominik

Hallo,

du brauchst grundsätzlich einen Gleichrichter, am besten, wie ich finde, sind Brückengleichrichter. Der Widerstand dämpft davon gar nix. Aber ob deine LED leuchtet weiß ich nicht so, denn dann wäre I = 0,138 mA bei einer LED Durchlassspannung von 2,2 V

Also lieber Brückengleichrichter nei, normalen Widerstand und fettisch.

Ciao

Dominik

günni · Beitrag von **günni** » Dienstag 31. Januar 2006, 20:41

Moin Rick,
schau mal hier:
http://www.modellbau-wiki.de/wiki/index ... tromquelle

thedoc · Beitrag von **thedoc** » Dienstag 31. Januar 2006, 21:02

Danke für die Tips ! Kann man es auch mit einer einfachen Diode machen ?
(Flackern ist egal)

Gruß !
Rick

günni · Beitrag von **günni** » Dienstag 31. Januar 2006, 21:05

Moin Rick,
spar nicht an der falschen Stelle, nimm 'nen Brückengleichrichter.
Ist ein gut gemeinter Rat.

elythomaslumber

Den Sinn verstehe ich zwar nicht, denn bei 100kOhm Vorwiderstand würde sie nicht leuchten. Nun gut, generell kann man sich aber errechnen, ob die LED zerstört bzw. geschädigt würde. Dazu errechnet man sich den Spannungsabfall an der LED in Sperrrichtung und vergleicht den Wert mit der maximal zulässigen Spannung der LED in Sperrrichtung laut Datenblatt der LED. In der Regel ist diese im Gegensatz zu herkömmlichen Dioden recht gering.

Grüße

Hartmut

thedoc · Beitrag von **thedoc** » Mittwoch 1. Februar 2006, 10:21

Fazit meines Tests: mit 100k leutet die LED (weiß) nur schwach - aber es reicht um was anzuzeigen. Das Große ABER: sie leutet nur ca 3h - dann ist sie hin. Es geht also nur mit Gleichrichtung / Gleichstrom zuverlässig.

Ich wollte sie für eine Weichenstellungsrückmeldung verwenden - werde aber nun zweipolige Schalter nehmen und Weichen mit Endabschaltung. Damit sollte es kein Problem mehr geben.

Gruß !
Rick

Harry · Beitrag von **Harry** » Mittwoch 1. Februar 2006, 11:00

Eine sehr einfache Möglichkeit ist, eine Diode (z.B. 1N4148) antiparallel zur LED zu schalten. Das schützt die LED vor einer zu hohen Sperrspannung, denn da kann sie pi mal Daumen um die 10 Volt ab.

Dann fließt der Strom abwechselnd durch die LED und die 1N4148.

Viele Grüsse
Harry

Erik · Beitrag von **Erik** » Mittwoch 1. Februar 2006, 11:06

Ich gebe auch zu bedenken, dass zu dem Problem auch die komplexe Wechselstromrechnung herangezogen werden sollte.

Der Widerstand ist dabei kein Problem. Er bleibt rein ohmscher Natur.
Allerdings sind bei der LED kapazitive Einflüsse in den Berechnungen zu beachten. Und Kapazitäten haben einen komplexen Widerstand, der sich dann aus einem reellen und einem imaginären Widerstand zusammensetzt.

Komplexer Widerstand Z=u(t) / i(t)

Gruß
Erik

Erik · Beitrag von **Erik** » Mittwoch 1. Februar 2006, 11:08

Ich gebe auch zu bedenken, dass zu dem Problem auch die komplexe Wechselstromrechnung herangezogen werden sollte.

Der Widerstand ist dabei kein Problem. Er bleibt rein ohmscher Natur.
Allerdings sind bei der LED kapazitive Einflüsse in den Berechnungen zu beachten. Und Kapazitäten haben einen komplexen Widerstand, der sich dann aus einem reellen und einem imaginären Widerstand zusammensetzt.

Komplexer Widerstand Z=u(t) / i(t)

Gruß
Erik

Harry · Beitrag von **Harry** » Mittwoch 1. Februar 2006, 11:34

Erik hat geschrieben:...
Allerdings sind bei der LED kapazitive Einflüsse in den Berechnungen zu beachten....

Ich lerne immer gern dazu, daher jetzt meine Frage: WIE berücksichtige ich die Kapazität der LED in diesem Fall? Und warum?

Viele Grüsse
Harry

tfi815 · Beitrag von **tfi815** » Mittwoch 1. Februar 2006, 15:09

...komplexe Wechselstromrechnung anwenden

gar nicht...
Völliger Schwachsin! Kapazitäten in einer Led sind vernachlässigbar.
Da hat wohl einer einen E-Technik Vorlesungsschock bekommen!

An einer Led darf die maximale Sperrspannung von ca. 5Volt nicht überschritten werden. Also einfach eine Diode in Reihe und gut is'.
Man kann auch einen Brückengleichrichter nehmen. Dann leuchtet sie eben ein bischen heller bei gleichem Widerstand, da sie zu 100% der Zeit leuchtet. Wenn Du nur eine Diode verwendest, leuchtet die Led nur zu 50% der Zeit und ist eben ein bischen dunkler. Notfalls Widerstand anpassen.
Gruß

Harry · Beitrag von **Harry** » Mittwoch 1. Februar 2006, 15:15

Nun lass ihn doch... ich bin auf die Antwort gespannt.

Und: nein, keine Diode in Reihe, sondern antiparallel. DAS ist der sichere Weg, wenn man keinen Gleichrichter nimmt. Bei einer Diode in Reihe ist nicht nachweisbar, dass diese Diode auch die Sperrspannung aufnimmt.

Viele Grüsse
Harry

Stef@n · Beitrag von **Stef@n** » Mittwoch 1. Februar 2006, 16:15

Salü Fans,

Egal was die Berechnungen ausdrücken sollen und wollen, sie setzen die Herstellerangaben von etwa 99% aller Leuchtdioden nicht außer Kraft.

Dort steht eine Antiparallelschaltung bei Anwendung an Wechselspannung als zwingend vorgeschrieben. Eine Phasenverschiebung zwischen Wechselspannung und Wechselstrom findet fast immer statt. Wer das kontrollieren bzw. regeln will, benötigt wesentlich mehr Aufwendungen. Die Antiparallelschaltung ist billiger zu haben.

Es ist übrigens nicht verboten, als Antiparallel-Diode ebenfalls eine LED zu verwenden....

Erik · Beitrag von **Erik** » Donnerstag 2. Februar 2006, 15:49

@tfi815

an deiner Stelle würde ich mir mal angewöhnen, nicht gleich alles als Schwachsinn abzutun und erstmal in die Bücher zu schauen.
Und einen E-Technik Vorlesungsshock habe ich auch nicht.

Bei einer Diode mit Halbleiterquerschnitt von 150 µm * 150 µm können Sperrkapazitäten bis zu 8 pF und Diffusionskapazitäten von bis zu 400 pF auftreten.
Zugegeben, sie sind klein, aber ich würde sie nicht unbedingt als vernachlässigbar ansehen.

@Harry
Es gibt zwei Kapazitätsarten, die in einer Diode vorhanden sind. Einerseits die Sperrschichtkapazität, andererseits die Diffusionskapazität.
Eine Diode ist nichts anderes als ein pn-Übergang.

Begriffsbestimmung (Wenn du die Begriffe schon kennst, dann überlese sie)

(Auf die Formeln habe ich hier der Einfachheit mal verzichtet)

Beispieldiode mit A=150µm*150µm

Sperrschichtkapazität

Wenn die Diode im Sperrbereich betrieben wird, dann stehen sich die Raumladungen im p-Bereich und im n-Bereich gegenüber. Daurch ist der Bereich des Übergangs leergeräumt von bewegl. Ladungsträgern.
Hier sind Werte bis zu 8 pF möglich.

Diffusionskapazität

Auch in Durchlassrichtung egeben sich kapazitive Einflüsse. Diese entstehen durch Zufuhr, Speicherung und Abfuhr von Ladungsträgern.
Sie kann in diesem Beispiel bis zu 400 pF betragen.

Speicherzeit

Die Zeit, die die Diode benötigt, um die Kapazitäten umzuladen, sprich Sperrkapazität abbauen und Diffusionskapazität aufbauen. Und umgekehrt. Diese liegen dank eindiffundierter Goldatome bei <1ns.

Wirkung dieser Kapazitäten

Ersatzschaltbild

Dier Kapazitäten sind parallel zur Diode anzuordnen. Im Durchlassbereich (U>0) ist Cdiff alleinbestimmend, während Csperr das Verhalten im Sperrbereich (U<0) bestimmt.

Sollten nun noch große Ströme betrachtet werden, dann müssen zusätzlich noch die endlichen Bahnwiderstände der P- und n-Ladungszonen betrachtet werden.

Phasenverschiebung

Durch die Kapazitäten ergeben sich im Wechselstrombereich Verschiebungen der Phasenlage (wie von Stefan geschrieben). Das bedeutet, das der Strom sein Maximum nicht mit der Spannung erreicht.
Bei einem Kondensator beträgt die Phasenverschiebung phi=90°. Das bedeutet: der Strom eilt der Spannung um phi voraus, ist auch logisch, da ich zuerst Ladungen (Strom) in den Kondensator schicken muss, damit ich eine Spannung bekomme.

Widerstand

Der Widerstand ist negativ(!) und rein imaginär.
Der Wert beträgt: Z=1/(jwC) w steht hier für Omega und ist die Kreisfrequenz (errechnet sich durch 2*pi*f). Z ist der komplexe Widerstand.

Jetzt müssten alle Klarheiten beseitigt sein.

Gruß
Erik

Harry · Beitrag von **Harry** » Donnerstag 2. Februar 2006, 15:59

Erik hat geschrieben: ...Jetzt müssten alle Klarheiten beseitigt sein.

Nein.
Du hast uns nur über Kapazitäten und Scheinwiderstände aufgeklärt. Interessant wird es erst, wenn Du das in die Praxis umsetzt.

Erik hat geschrieben: ...Ich gebe auch zu bedenken, dass zu dem Problem auch die komplexe Wechselstromrechnung herangezogen werden sollte.

Insbesondere interessiert mich der Unterschied: einmal das Problem mit und einmal ohne Berücksichtigung der Kapaztiäten. Und anhand des Unterschieds beurteilen wir dann, welcher Weg der sinnvollere ist.

So, und nun rechne bitte vor.

Viele Grüsse
Harry

Speed123

Whoow!

Kann ich denn nun die LED antiparallel mit einer anderen Diode an Wechselstrom anschliessen ohne das sie nach absehbarer Zeit "abfackelt" oder nicht??

Gruß
Hans

PS. Jetzt weiss ich warum ich nicht E-Technik studieren wollte.

Harry · Beitrag von **Harry** » Donnerstag 2. Februar 2006, 16:04

Das wird Erik Dir erklären und vorrechnen

Erik · Beitrag von **Erik** » Donnerstag 2. Februar 2006, 16:12

Danke Harry,

hatte heute eigentlich auch noch was anderes vor!

Gruß
Erik

P.S. Ich berechne....

martin · Beitrag von **martin** » Donnerstag 2. Februar 2006, 16:33

Speed123 hat geschrieben:Kann ich denn nun die LED antiparallel mit einer anderen Diode an Wechselstrom anschliessen ohne das sie nach absehbarer Zeit "abfackelt" oder nicht??

Sagen wir es mal so ...
... die ersten beiden LEDs, die ich vor knapp 25 Jahren antiparallel an Wechselstrom angeschlossen haben, funktionieren bei nahezu täglichem Gebrauch heute immer noch ...

Aber sorry: Ich habe leider nur 4 Semester E-Technik im Nebenfach gehabt, deshalb bin ich wohl auch nie auf die Idee gekommen für den einfachen Anschluss zweier LEDs Kapazitäten, Scheinwiderstände sowie die komplexe Wechselstromrechnung zu betrachten