Das Diagramm in Abb. 1 stellt die Kennlinie einer Leuchtdiode dar.
Beschreibe den Widerstandsverlauf der Leuchtdiode in Abhängigkeit von der angelegten Spannung.
b)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Beschaltung einer LED mit Vorwiderstand
Der Strom durch eine unbekannte Leuchtdiode soll \(20\,\rm{mA}\) keinesfalls überschreiten. Zum Schutz der Diode schaltest du einen Widerstand vor die Diode (Vorwiderstand \(R_{\rm{V}}\)).
Bestimme die Größe des Vorwiderstandes um den Stromfluss ganz sicher unter \(20\,\rm{mA}\) zu halten, wenn die verwendete Quelle eine Spannung von \(6{,}0\,\rm{V}\) besitzt.
Hinweis: Da du ganz sicher gehen sollst und dir die Diode unbekannt ist, kannst du den Widerstand der Diode selbst vernachlässigen.
Zunächst fließt kein Strom durch die Leuchdiode, weshalb ihr Widerstand sehr groß sein muss.
Erhöht sich die Spannung über den Schwellenwert \(2{,}1\,\rm{V}\), steigt der Strom sehr schnell an, der Widerstand muss sich also rapide verringern.
b)
Es gilt das OHMsche Gesetz\[U = R_{\rm{V}} \cdot I \]Der Strom soll die Stärke von \(20\,\rm{mA}\) keinesfalls überschreiten. Deshalb muss gelten\[I = \frac{U}{R_{\rm{V}}} \le 20\,\rm{mA} \Rightarrow R_{\rm{V}} \ge \frac{U}{20\,\rm{mA}} = \frac{6{,}0\,\rm{V}}{20\cdot 10^{-3}\,\rm{A}} = 300\,\Omega\]
