Vorwiderstände berechnen

Elektrik ist berechenbar...

Um die Dimensionierung von Trafos, Verkabelungen u.ä. ermitteln zu können, brauchen wir etwas Hintergrundwissen. Zu schwache Trafos und Stromverluste in zu dünnen oder zu langen Kabeln sind eine häufige Verdrußquelle des Modelleisenbahners. Eine andere Anwendung ist die Berechnung des erforderlichen Vorwiderstands für eine LED.

Entscheidende Größen sind dabei zunächst

• Spannung (U) in Volt
• Strom (I) in Ampere
• Widerstand (R) in Ohm

Die Formel dazu lautet:

• R=U/I

Wenn Spannung und Strom bekannt sind (z.B. durch Messung) kann daraus der Widerstand des Verbrauchers ermittelt werden (Achtung: dies ist insofern stark vereinfachend, da es auch induktive und kapazitive Widerstände gibt).

Die Formel kann beliebig umgeformt werden, also z.B.

• I=U/R

.. um aus Spannung und Widerstand den Strom zu errechnen.

Hier noch ein Beispiel für die oben erwähnte Leuchtdiode:

Die Diode benötigt 2,4V Spannung und 20 mA (0,020 A) Strom. Für den Anschluss an 16 V sind also 16-2,4=13,6V zu vernichten, der Strom ist wegen der SerienSchaltung ebenfalls 20 mA.

13,6V / 0,020A = 680 Ohm (auf den Ohm-Wert für den Widerstand kommt man direkt, wenn man Spannung in V und Strom in A angibt).

Wir brauchen also einen Vorwiderstand von 680 Ohm.

Wenn der errechnete Wert nicht auf einen Normwert fällt, wählt man den nächsthöheren Widerstand aus der Widerstandsreihe. Beispiel: gleiche Diode wie im eben, aber 18 V Spannung. Es errechnet sich nun eine Spannung von 18 V-2,4 V=15,6 V, die am Widerstand abfallen muß. Daraus ergibt sich ein Widerstand von 15,6 V / 0,020A = 780 Ohm. Der nächsthöhere Normwert liegt bei 820 Ohm.

Für LEDs muß man je nach Farbe unterschiedliche Durchlaßspannungen bei der Berechnung berücksichtigen:

Farbe	Durchlaßspannung
rot	1,6 - 1,8 V
gelb	2,0 - 2,2 V
grün	2,2 - 2,4 V