leuchtende LEDs

Leuchtdioden, kurz: LED, gibt es in vielen verschiedenen Farben. Wir untersuchen in diesem Labor verschiedenfarbige LEDs. Dazu messen wir deren U-I-Kennlinie, bestimmen den Arbeitspunkt und den notwendigen Vorwiderstand. So wird die Arbeitsweise der LED Schritt-für-Schritt leicht verständlich erklärt. Darüber hinaus wird die Polung, Reihen- und Parallelschaltung von LEDs untersucht.

grüne LED

1 U-I-Kennlinie einer LED

Schaltung LED mit Vorwiderstand

Eine Leuchtdiode soll an einer Gleichspannungsquelle betrieben werden. Leider steht uns kein Datenblatt zur Verfügung aus dem wir den zulässigen Betriebsstrom und die Betriebsspannung entnehmen können. Für die Schaltung wird eine Gleichspannungsquelle mit U1 = 0 - 15 V und eine LED verwendet. Die Strombegrenzung wird auf 50 mA eingestellt.

  1. Wie kann man mit Hilfe von URv den Strom ID bestimmen?

  2. Welchen Vorwiderstand wählst du aus?

  3. Messe die Kennlinie UD = f(ID) und stelle die Daten in einem Diagramm dar.

UD in V
URv in V
ID in mA

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  1. In welcher Richtung wird die LED betrieben?

  2. Ab welcher Spannung strahlt die LED Licht ab?

  3. Bei welchem Strom ist die LED ausreichend hell?

  4. Ab welchem Strom wird die LED nicht mehr heller?


2 Grafische Ermittlung des Arbeitpunktes AP in der U-I-Kennlinie

Schaltung LED mit Vorwiderstand

Die LED soll an einer Betriebsspannung von U = 12 V betrieben werden. Bestimme graphisch den Arbeitspunkt AP und anschließend rechnerisch den Vorwiderstand RV für die verwendete LED bei ID = 20 mA.

  1. Trage die Diodenkennlinie (Aufgabe 1) in ein Diagramm.

  2. Trage den Arbeitspunkt AP bei 20 mA in das Diagramm.

  3. Zeichne eine Arbeitsgerade durch den Arbeitspunkt AP und den Schnittpunkt mit der x-Achse bei U = 12 V in das Diagramm.

  4. Berechne aus den Daten den notwendigen Vorwiderstand RV im Arbeitspunkt AP.

3 Polung von LEDs

Plus-Minus-Schaltung mit LEDs

Gib an, wie die Spannung (U1 = 12 V) zwischen den Klemmen A und B gepolt sein muss, damit

  1. ein Minuszeichen,

  2. ein Pluszeichen angezeigt wird.

  3. Dimensioniere den Vorwiderstand, dass ein Strom von 18 mA durch die Leuchtdioden fließt.

    Die Schleußenspannung beträgt US = 1,6 V

  4. Wieso leuchten das und das nicht gleich hell?

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