Spannung messen: Unterschiedliche LEDs in Durchlassrichtung

Spannung messen: Unterschiedliche Spannungsquellen (Leerlaufspannung)

Leuchtdioden gibt es in verschiedenen Farben, Größen und Bauformen. Die gebräuchlichsten Farben sind rot, grün, gelb, blau und weiß. Je nach Farbe besteht der Halbleiterkristall einer Leuchtdiode aus unterschiedlichen Materialien. Die Farbe des Lichts wird vom Halbleitermaterial bestimmt.
Abhängig vom Halbleitermaterial ergeben sich unterschiedliche elektrische Eigenschaften. Die wichtigsten sind der Durchlassstrom und die Durchlassspannung. Das sind die Werte, die in Durchlassrichtung eine Leuchtdiode zum Leuchten bringen und die bei jedem Diodentyp unterschiedlich sind.

Uns interessiert, wie sich unterschiedliche Leuchtdioden in Durchlassrichtung verhalten und welche Durchlassspannung sich an unterschiedlichen Dioden bei gleichem Vorwiderstand einstellt.

Bauteile

Liste

  • 5 x Widerstand, 10 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Rot)
  • 1 x LED, rot
  • 1 x LED, grün
  • 1 x LED, gelb
  • 1 x LED, blau
  • 1 x LED, weiß

Messung

Messung an MP1 MP2 MP3 MP4 MP5
Leuchtdiode rot grün gelb blau weiß
Spannung an der LED          

Was messen wir? Wir messen die Spannung an den Leuchtdioden, die in Durchlassrichtung geschaltet sind und demnach leuchten müssten.

Was erwarten wir? Bekannterweise hat jede Leuchtdiode in Durchlassrichtung einen eigenen Spannungsbereich, bei dem sie leuchtet. Wir erwarten Spannungswerte zwischen 1,8 und 3,0 Volt.

Lösung zur Messung

Messung an MP1 MP2 MP3 MP4 MP5
Leuchtdiode rot grün gelb blau weiß
Spannung an der LED 1,72 V 2,24 V 1,87 V 2,52 V 2,56 V
  • Messung mit Mini-Voltmeter
  • Messung der Gesamtspannung: 8,86 Volt

Beobachtungen, Erkenntnisse und Erklärungen

  • Es ist tatsächlich so, dass jede Leuchtdiode ihre eigene Spannung hat, die in Durchlassrichtung an ihr abfällt.
  • An der roten LED kann man eine kleinere Spannung messen, als an der grünen LED. Das bedeutet, dass der Spannungsabfall am Vorwiderstand rechnerisch größer ist.
  • Auffällig ist aber auch, dass jede Leuchtdiode unterschiedlich hell leuchtet.

Experimente

Führe die Messung mit anderen Vorwiderständen durch. Zum Beispiel mit 5,1 kOhm und 1 kOhm.

Messung an MP1 MP2 MP3 MP4 MP5
Leuchtdiode rot grün gelb blau weiß
Spannung an LED1 (bei 5,1K)          
Spannung an LED1 (bei 1K)          

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