Arpeitspunkt LED

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Ich habe mal wieder eine Aufgabe die ich nicht verstehe, diesmal geht es um den Arbeitspunkt einer LED.

Die Aufgabe inklusive Grafike habe ich hochgeladen (s. Link).

http://www.bilder-hochladen.net/files/big/kylf-4-a87…

Ich kann sowohl den Aufgabenteil a als auch b nicht lösen.

Das Problem beginnt schon dabei, dass ich um den Strim zu berechnen der durch R2 fließt auch den Widerstand der Diode benötige, da diese in Reihe sind oder liege ich da falsch?

Ich habe gedacht das ich den Widerstand ermitteln kann mit der Grafik ich z.B. mir einen Punkt der Kennlinie aussuche und dann U und I von diesem Punkt ablese um so R zu berechnen aber ich komme auf keine richtige Lösung und brauche Hilfe.

Die korrekten Lösungen habe ich wie immer parat:
a) Ia = 2,2 mA, ULed = 1,72 V, UR2 = 3,28 V
Ib =5,2 mA, ULed = 2,32 V, UR2 =7,68 V

b) U0 = 1,45 V, Ri = 170 Ohm = 0,85V/5mA, I = 9,29 mA, UR2 = 6,97 V, ULed = 3,03 V

Danke schon mal für eure Antworten.

#2

Hallo Fragewurm,

http://www.bilder-hochladen.net/files/big/kylf-4-a87…

Ich kann sowohl den Aufgabenteil a als auch b nicht lösen.

Das Problem beginnt schon dabei, dass ich um den Strim zu
berechnen der durch R2 fließt auch den Widerstand der Diode
benötige, da diese in Reihe sind oder liege ich da falsch?

Nö, ersetze die LED durch eine Spannungsquelle.

Ich habe gedacht das ich den Widerstand ermitteln kann mit der
Grafik ich z.B. mir einen Punkt der Kennlinie aussuche und
dann U und I von diesem Punkt ablese um so R zu berechnen aber
ich komme auf keine richtige Lösung und brauche Hilfe.

  1. Methode: Iterativ.
    Wenn du für U1 = 5V und die LED mal 2V annimmst, fliesst ein Strom von 2mA durch R2. (da kann a im Kopf rechnen).
    Dann kannst du im Diagramm die LED-Spannung bei 2mA ablesen und die nächste Runde rechnen.

Damit kannst du aber die Aufgabe für 10V nicht berechnen, da das Diagramm zu kurz ist

2.Methode: Ersatzschaltung.
Das ist wohl die gewünschte Methode, da ihr, den Aufgaben nach, euch gerade damit beschäftigt.

Du betrachtest die Kennlinie, im oberen Abschnitt, als Spannungsquelle mit Innenwiderstand.
Aus der Steigung kannst du den Innenwiderstad berechnen.

Ein Stromänderung von 2mA auf 5mA bewirkt eine Spannungsänderung von 1.8V auf 2.3V.
Damit kannst du die Ersatzschaltung berechnen.

Die korrekten Lösungen habe ich wie immer parat:
a) Ia = 2,2 mA, ULed = 1,72 V, UR2 = 3,28 V
Ib =5,2 mA, ULed = 2,32 V, UR2 =7,68 V

MfG Peter(TOO)

#3

Und wie berechne ich die Ersatzspannungsquelle genau? Also wie komme ich auf U0 und Ri?

#4

Hallo Fragewurm,

Und wie berechne ich die Ersatzspannungsquelle genau? Also wie
komme ich auf U0 und Ri?

Du solltest vielleicht mal deine Skripte und Bücher durchsehen!

Also, du hast eine Spannungsquelle Uo mit einem Widerstand in serie Ri.

Beachten muss du noch wie der Strom fliesst, an der Klemme hast du die Summe Aus der Spannung und dem Spannungsabfall an Ri.

Nun die Werte:
Bei 2mA beträgt die Klemmenspannung 1.8V.
Bei 5mA beträgt die Klemmenspannung 2.3V.

3mA bewirken also eine Spannungsänderung von 0.5V

Zur Berechnung brauchst du nur die Herren Ohm und Kirchhoff.

MfG Peter(TOO)

#5

Hallo beckfrau,
ich würde den Arbeitspunkt der LED-Schaltung so bestimmen:
Die Spannung am Widerstand R ist U(leer)-U(LED). Nach dem Ohmschen Gesetz ist
I=(U(leer)-U(LED))/R. Im I-U(LED)-Diagramm stellt das eine Gerade negativer Steigung dar durch die Punkte I=U(leer)/R auf der U=0-Achse und U(leer) auf der I=0-Achse. Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der LED-Kennlinie ist der Arbeitspunkt.
Grüße von Ph33

#6

Hallo Ph33,

Es gibt da nur 2 kleine Gemeinheiten:

  1. Die Werte für 10V liegen ausserhalb des Diagramms.

  2. Die Aufgabe scheint aus dem Unterricht zu kommen, da sieht man an den anderen Fragen der Userin. Thematisch scheinen sie gerade bei den Ersatz-Quellen zu sein, also muss die Aufgabe auch über diesen Lösungsweg angegangen werden.

In der Praxis genügt die graphische Lösung, besonders wenn man die ganzen Toleranzen der LED und des Widerstandes berücksichtigt. Bei den Aufgaben aus dem Unterricht sieht das anders aus.

MfG Peter(TOO)

#7

Hallo Ph33,

Es gibt da nur 2 kleine Gemeinheiten:

  1. Die Werte für 10V liegen ausserhalb des Diagramms.

MfG Peter(TOO)

Hallo Peter(TOO),
ich sehe keine Gemeinheit darin, zwei andere Punkte zu finden, die im Diagramm liegen, um die Gerade zu konstruieren.
Die 2. Bemerkung habe ich wohl nicht verstanden.
Viele Grüße von Ph33

#8

Hallo Ph33,

Die 2. Bemerkung habe ich wohl nicht verstanden.

  1. Steht in der Aufgabe, als letzter Satz bei Aufgabe b)

  2. Am 11.8. gabs diese Frage:
    /t/schaltung-mit-veraenderlichen-widerstand-berechne…

  3. Am 7.8. wars dies:
    /t/strom-und-spannung-vom-lastwiderstand/7308499

Daraus kann man ableiten, in welchem Themengebiet beckfrau grade rumschwimmt.

MfG Peter(TOO)