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welche spannung und strom ueber die Leds
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Das Bild zeigt den Schaltplan einer elektronischen Schaltung mit verschiedenen Komponenten wie Dioden, Widerständen, Transistoren und integrierten Schaltkreisen (ICs).
Um die Spannung und den Strom über die Dioden D1, D2, D3 und D4 zu bestimmen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, einschließlich der Eigenschaften der Dioden selbst, der anliegenden Spannung und der umgebenden Schaltungskomponenten:
  • Die Dioden in der Schaltung sind 1N4148, die eine maximale Dauervorwärtsstrom von ( 200,mA ) und eine Spitzen-Sperrspannung von etwa ( 75,V ) haben.
  • Wenn die Spannungsversorgung betragen ( 6,V ) ist, wäre die größte Spannung, die über die Dioden anliegen kann, ( 6,V ), minus jegliche Spannungsfälle über anderen Komponenten im Stromkreis.
  • Der Strom, der durch die Dioden fließt, ist abhängig vom Gesamtstromkreis, einschließlich der Widerstände und anderer Halbleiter. Daher müssten die Dioden so ausgelegt sein, dass sie den durch die Schaltung fließenden Strom aushalten können.
Ohne spezifische Informationen zu Lastbedingungen oder den Zustand anderer Halbleiter kann der genaue Strom durch die Dioden nicht bestimmt werden, ohne eine genauere Analyse durchzuführen. Man könnte die Spannungen an den Knoten und über die Widerstände berechnen, um den Strom durch die Dioden schätzen zu können.
Zum Beispiel:
  • Wenn keine anderen Komponenten in der Schaltung aktiv wären, und wir annehmen, dass der Vorwärtsspannungsabfall einer Diode ungefähr ( 0,7,V ) beträgt, könnte der Strom durch eine Diode und einen ( 10M\Omega ) Widerstand (z.B. R2) mittels Ohmsches Gesetz berechnet werden als ( I = \frac{V - V_{D}}{R} ), wobei ( V_{D} ) der Vorwärtsspannungsabfall der Diode ist und ( R ) der Widerstandswert.
  • Also wäre der Strom durch D2 ungefähr ( I = \frac{6V - 0,7V}{10M\Omega} = 0,53,\mu A ).
Bitte beachten Sie, dass dies eine vereinfachte Berechnung ist und die tatsächlichen Ströme durch die Dioden von mehreren Faktoren abhängen können, einschließlich der Eigenschaften der anderen Schaltungskomponenten und der Betriebsbedingungen.
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Um die Spannung und den Strom über die LEDs in der Schaltung zu bestimmen, schauen wir uns zunächst ihre Position im Schaltkreis und die umliegenden Komponenten an. Die beiden LEDs sind jeweils mit einem Transistor (T4 für LED2 und T3 für LED1) verbunden, der als Schalter dient.
Um den Strom durch die LEDs zu berechnen, müssen wir den Wert des Vorwiderstandes (R4 für LED2 und R7 für LED1) kennen und ob die Transistoren in Sättigung sind, sodass sie vollständig leiten. Ohne spezifische Werte für die LEDs anzugeben, gehen wir davon aus, dass es sich um Standard-LEDs handelt, welche typischerweise mit einem Strom von etwa 20 mA betrieben werden.
Nehmen wir an, dass die Transistoren saturiert sind und die volle Versorgungsspannung von 6V an den LEDs anliegt, abzüglich der Vorwärtsspannung der LED (typischerweise zirka 2V für rote LEDs). Dann würde die Spannung über dem Vorwiderstand etwa 4V betragen. Für einen Zielstrom von 20 mA ist der benötigte Vorwiderstandswert nach dem Ohmschen Gesetz:
R=VI=4V20mA=200ΩR = \frac{V}{I} = \frac{4V}{20mA} = 200\Omega
Da jedoch die Widerstände R4 und R7 bereits in der Schaltung sind, würde man diesen Stufen zur Bestimmung des tatsächlichen Stroms verwenden, der durch die LEDs fließt. Die Berechnung hierfür wäre:
I=VR=4VR4 bzw. R7I = \frac{V}{R} = \frac{4V}{R4 \text{ bzw. } R7}
Je nachdem, welchen Wert die Widerstände R4 und R7 haben, würde sich der Strom durch die LEDs entsprechend ändern.
In der Praxis sollte man bedenken, dass der tatsächliche Strom durch die LED auch durch die Eigenschaften des Transistors (wie seine Sättigungsspannung) und durch die Vorwärtsspannung der LED selber beeinflusst wird. Da diese spezifischen Werte nicht angegeben sind, basieren diese Berechnungen auf allgemeinen Annahmen für Standard-LEDs und Transistoren im Sättigungsmodus.
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