Zum Inhalt springen
VoltBaseElektroGenius Lernportal
VoltBase Bauteile LED
Thema 36 Bauteile

LED

Die Diode, die leuchtet: wie eine LED funktioniert, woran du Plus und Minus erkennst und wie du den Vorwiderstand berechnest.

ca. 6 Minuten Einstieg Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

LED heißt Licht emittierende Diode, also Leuchtdiode. Sie ist eine Diode, die leuchtet, wenn Strom in Durchlassrichtung fließt. Wie jede Diode lässt sie Strom nur in eine Richtung durch: von der Anode (+) zur Kathode (−).

Wird sie falsch herum angeschlossen, bleibt sie einfach dunkel. Kaputt geht sie dabei bei kleinen Spannungen nicht, aber sie leuchtet eben nicht.

Schaltzeichen und Bauteil einer LED Links das Schaltzeichen der LED: ein Diodensymbol mit zwei Pfeilen nach außen für das Licht. Rechts eine LED als Bauteil: Das lange Bein ist die Anode, das kurze Bein und die abgeflachte Seite zeigen die Kathode. Licht Anode (+)Kathode (−) Schaltzeichen: Diode mitzwei Pfeilen nach außen langes BeinAnode (+) kurzes BeinKathode (−) abgeflachte Seite= Kathode
So erkennst du Plus und Minus an der LED: Im Schaltzeichen zeigen zwei Pfeile nach außen, das ist das Licht. Am Bauteil ist das lange Bein die Anode (+). Das kurze Bein ist die Kathode (−), dort ist auch der Rand des Gehäuses abgeflacht.
02

Warum der Vorwiderstand?

Eine LED ist sehr empfindlich: Schon ein bisschen zu viel Spannung lässt den Strom stark ansteigen, und sie brennt durch. Deshalb kommt immer ein Vorwiderstand in Reihe. Er nimmt die überschüssige Spannung auf und begrenzt den Strom.

LED mit Vorwiderstand an 12 Volt Eine 12-Volt-Batterie, ein Vorwiderstand und eine rote LED liegen in Reihe. Am Widerstand fallen 10 Volt ab, an der LED 2 Volt. + Batterie G112 V Vorwiderstand R1hier fallen 10 V ab LED V1, rothier fallen 2 V ab Der Widerstand begrenzt den Strom auf 20 mA, sonst brennt die LED durch
Jede LED braucht einen Vorwiderstand: Die rote LED V1 braucht nur etwa 2 V. Die restlichen 10 V der Batterie G1 „verbraucht“ der Vorwiderstand R1. Er sorgt dafür, dass genau so viel Strom fließt, wie die LED verträgt.

Wie viel Spannung die LED selbst braucht, hängt von der Farbe ab. Diese Spannung heißt Flussspannung UF. Typische Werte:

  • Rot: etwa 1,8 bis 2,2 V
  • Gelb und Grün: etwa 2 bis 3 V
  • Blau und Weiß: etwa 3 bis 3,5 V

Eine klassische 5-mm-LED verträgt meist bis 20 mA. Den genauen Wert findest du im Datenblatt.

Rote Leuchtdiode mit 5 Millimetern Durchmesser und zwei langen Anschlussdrähten
Rote 5-mm-LED: So sieht die klassische Leuchtdiode aus, wie sie in Meldeleuchten und Geräten steckt. Neu gekauft ist ein Bein länger als das andere: Das längere ist die Anode (+). Sind die Beine schon gekürzt, hilft die abgeflachte Seite am Rand: Dort ist die Kathode.

Foto: oomlout, „5mm Red LED“, Lizenz: CC BY-SA 2.0, Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

03

Formeln

Vorwiderstand
RV=U − UFIF
U = Versorgung · UF = Flussspannung · IF = LED-Strom
Leistung am Widerstand
P=(U − UF) · IF
damit der Widerstand nicht zu heiß wird

Rechnest du einen Wert aus, den es nicht zu kaufen gibt, nimmst du den nächstgrößeren Widerstand aus der Normreihe. Dann fließt etwas weniger Strom, und die LED ist auf der sicheren Seite.

04

Rechenbeispiele

01 Rote LED an 12 V

Eine rote LED (UF = 2 V, IF = 20 mA) soll an 12 V leuchten.

  1. RV = 12 V − 2 V0,02 A = 500 Ω
  2. P = 10 V · 0,02 A = 0,2 W
  3. Ergebnis: 560 Ω aus der Normreihe, mindestens 0,25 W
02 Weiße LED an 5 V

Eine weiße LED (UF = 3,2 V, IF = 20 mA) hängt an einem 5-V-USB-Anschluss.

  1. RV = 5 V − 3,2 V0,02 A = 90 Ω
  2. Ergebnis: 100 Ω aus der Normreihe
05

LEDs in der Praxis

LED-Lampen für 230 V haben einen eingebauten Treiber. Er macht aus der Netzspannung einen genau passenden Gleichstrom für die LEDs. Deshalb kannst du sie einfach in die Fassung schrauben.

  • Sparsam: Eine LED-Lampe braucht für gleich viel Licht nur etwa ein Siebtel bis ein Zehntel der Leistung einer Glühlampe.
  • Langlebig: Gute LED-Lampen halten 15.000 bis 25.000 Stunden.
  • Licht in Lumen: Wie hell eine Lampe ist, steht in Lumen (lm) auf der Packung, nicht in Watt.
Merke

Eine LED ist eine Diode, die leuchtet. Das lange Bein ist die Anode (+). Jede einzelne LED braucht einen Vorwiderstand: RV = (U − UF) geteilt durch IF. Rote LEDs brauchen etwa 2 V, weiße und blaue etwa 3 V.

06

Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema LED. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

Das Quiz wird geladen …