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Aufgabe

Einsatz von Leuchtdioden

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

a)Nennen Sie zwei Einsatzmöglichkeiten für Leuchtdioden.

b)Welche Vorteile bietet eine Leuchtdiode gegenüber einem Glühlämpchen? Zwei Vorschläge!

 

c)Wie muss die nebenstehend skizzierte Spannungsquelle gepolt werden, damit die LED leuchtet?

d)Berechnen Sie den für die Leuchtdiode nötigen Vorwiderstand, wenn für die Leuchtdiode gilt: Schwellenspannung Us = 1,6 V; maximaler Strom Imax = 12 mA. Die Batteriespannung soll Ubatt = 9,0 V sein.

 

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a)Signallampen bei elektrischen Geräten; Autorücklichter; Straßenbeleuchtung; Ampeln

b)Mögliche Vorteile sind

  • Leuchtdioden haben einen höheren Wirkungsgrad als Glühlämpchen, d.h. man braucht weniger elektrische Energie, um ein bestimmtes Quantum an Lichtenergie zu erzeugen.
  • Die Lebensdauer von Leuchtdioden ist höher als die von Glühlämpchen.
  • Die Robustheit von Leuchtdioden ist höher als die von Glühlämpchen.

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 Us ab. Somit muss am Vorwiderstand Rv die Spannung UR = Ubatt - Us = 7,4 V abfallen. Wenn der maximale Strom von 12 mA fließen soll, muss Rv den folgenden Wert besitzen: \[{R_v} = \frac{{{U_{batt}} - {U_s}}}{{{I_{\max }}}} \Rightarrow {R_v} = \frac{{7,4}}{{12 \cdot {{10}^{ - 3}}}}\Omega = 0,62\,\rm{k}\Omega \]