Gib mindestens zwei Vorteile von Leuchtdioden gegenüber Glühlampen an.
c)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Schaltskizze zur Aufgabe
Gib an, wie die in Abb. 1 skizzierte Spannungsquelle gepolt werden muss, damit die LED leuchtet.
d)
Berechne die Größe des in der Schaltung von Abb. 1 für die Leuchtdiode nötigen Vorwiderstands, wenn für die Leuchtdiode gilt: Schwellenspannung \(U_{\rm{S}}= 1{,}6\,\rm{V}\); maximale Stromstärke \(I_{\rm{max}} = 12\,\rm{mA}\). Die Spannung der elektrischen Quelle soll \(U_0=9{,}0\,\rm{V}\) betragen.
Signallampen bei elektrischen Geräten; Autorücklichter; Straßenbeleuchtung; Ampeln.
b)
Mögliche Vorteile sind
Leuchtdioden haben einen höheren Wirkungsgrad als Glühlampen, d.h. man braucht weniger elektrische Energie, um ein bestimmtes Quantum an Lichtenergie zu erzeugen.
Die Lebensdauer von Leuchtdioden ist höher als die von Glühlampen.
Die Robustheit von Leuchtdioden ist höher als die von Glühlampen.
c)
Damit die Leuchtdiode in Durchlassrichtung gepolt ist, muss der Pluspol der Spannungsquelle oben sein.
d)
Wenn die Leuchtdiode Strom durchlässt, fällt an ihr in etwa die Schwellenspannung \(U_{\rm{S}}\) ab. Somit muss am Vorwiderstand \(R_{\rm{V}}\) die Spannung \(U_R = U_0 - U_{\rm{S}} = 9{,}0\,\rm{V}-1{,}6\,\rm{V}=7{,}4\,\rm{V}\) abfallen. Wenn der maximale Strom von \(I_{\rm{max}}=12\,\rm{mA}=12 \cdot 10^{-3}\,\rm{A}\) fließen soll, muss \(R_{\rm{V}}\) den folgenden Wert besitzen:\[R_{\rm{V}} = \frac{U_0 - U_{\rm{S}}}{I_{\rm{max}}} \Rightarrow R_{\rm{V}} = \frac{{7{,}4\,\rm{V}}}{12 \cdot 10^{-3}\,\rm{A}}=0{,}62\,\rm{k\Omega}\]
