Warum ist der Strom meiner Schaltung mit 2,6 V / 220 Ohm / und LED weitaus niedriger als erwartet?

Ich habe eine sehr einfache Schaltung, bei der ich den Strom auf nur 3 mA gemessen habe, der aber im Bereich von 18 mA liegen sollte.
Ich habe eine einfache Schaltung mit 2 AA-Batterien (NiMH) mit jeweils 1,3 V in Reihe für insgesamt 2,6 V und einem 220-Ohm-Widerstand zusammen mit meiner roten Basis-LED.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

I = E / R.

Nach dem Ohmschen Gesetz berechne ich, dass ich ca. 11 mA Strom .011 = 2,6 / 220

Doppelgeprüfter Widerstandswert

Ich habe meinen Widerstand mit einem Messgerät überprüft und er liegt bei 215 Ohm, aber das würde bedeuten, dass ich sowieso etwas mehr Strom bekommen würde.

Doppelgeprüfte Spannungen

Ich habe auch die Gesamtspannung im Stromkreis gemessen und sie misst bei 2,6 V. Ich habe den Spannungsabfall an der LED gemessen und er lag bei ca. 1,775, was ebenfalls korrekt zu sein scheint.

Warum bekomme ich möglicherweise weniger Strom als erwartet (3 mA gegenüber 11 mA)? Gibt es etwas, für das ich nicht richtig rechne?

led current-measurement ohms-law

— Raddevus
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Antworten:

Die Diode hat einen Durchlassspannungsabfall von 1,775 Volt, daher beträgt der Strom, den diese Schaltung ansteuert, möglicherweise nur (2,6 - 1,775) / 220 = 3,75 mA.

Sie haben nicht die vollen 2,6 Volt am Widerstand, daher ist 2,6 / 220 bedeutungslos.

— Andy aka
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Jemand anderes erklärte mir auch die Durchlassspannung und deshalb untersuchte ich dies, damit ich es besser verstehen konnte. Ich sehe also, dass meine Berechnung (V - Vf) / R hätte sein sollen. Da ich die zusätzliche Berechnung nicht durchgeführt habe, habe ich nicht richtig berechnet. Vielen Dank. Eine Sache, die ich nicht verstehe, ist => verursachen alle Komponenten auch diesen Vf oder nur einige wie LED? Scheint, als ob Widerstände anders sind und das Ohmsche Gesetz funktioniert, aber in einigen Fällen brauche ich Kirchhoffs Gesetz? Kann mich jemand in die richtige Richtung weisen?

— Raddevus

@ raddevus PN-Übergänge (in Dioden vorhanden) weisen diesen Durchlassspannungsabfall auf, da das Silizium eine bestimmte Spannung benötigt, um sich einzuschalten (Strom fließen zu lassen). Transistoren haben auch PN-Übergänge zwischen bestimmten Pins. Je nachdem, was Sie messen und wie die Dinge verbunden sind, haben sie auch diesen Abfall. Alle anderen Komponenten, die aus Dioden und Transistoren bestehen, zeigen den gleichen Effekt, obwohl sich der Wert von Vf unterscheidet.

— DerStrom8

@ DerStrom8 Vielen Dank für die Erklärung. Es gibt mir weitere Informationen, zusammen mit dieser großartigen Antwort, die ich als Antwort auf diese Frage markieren werde. Tolle Infos von allen, sehr hilfreich.

— Raddevus

@raddevus +1 an Sie, dass Sie eine gute Frage gestellt haben und eine gute Einstellung gegenüber denen haben, die geantwortet haben!

— DerStrom8

@amI Die Spannung, die über einen Widerstand abfällt, entspricht nicht dem Eigenspannungsabfall 'Vf'. 'Vf' steht für Voltage Forward (dh Forward Voltage), die herkömmlicherweise nur ein Attribut eines Halbleiterbauelements ist und die Spannung darstellt, die zum Durchbrechen des PN-Übergangs erforderlich ist. Das Abfallen der Spannung über einer Komponente, die vom durchfließenden Strom abhängig ist, ist ein anderes Konzept

— DerStrom8

Wenn Sie 1,775 V über die LED abfallen lassen, haben Sie nur 0,825 V über den Widerstand und das entspricht 3,75 mA. I = (0,825 / 220) unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes, also ist das, was Sie messen, richtig.

— DiBosco
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Vielen Dank, dass Sie dem eine weitere Ebene des Verständnisses hinzugefügt haben. So wie Sie es erklären, ist es fast so, als könnte ich mir die LED / den Widerstand als eine Komponente vorstellen, die die Spannung auf 0,825 senkt. Vielleicht ist die Berechnung des Gesamtspannungsabfalls auch ein Weg nach vorne? Das ist interessant und gibt mir verschiedene Möglichkeiten zu verstehen.

— Raddevus

@raddevus - es ist eine Reihenschaltung ; Die Spannungen an den einzelnen Komponenten des Stromkreises addieren sich immer zur Versorgungsspannung.

— Pete Becker

@PeteBecker Das hat mich verwirrt. Ich dachte, dass 2,6 V die Gesamtspannung ist und 220 Ohm Widerstand (I = E / R) mir bei 11 mA geben würde. Ich glaube, ich habe irgendwie rückwärts gedacht und musste denken (V Total - V Drop) / Resistance = (2.6 - 1.775) / 220.

— Raddevus

@raddevus Es ist interessant, im Datenblatt zu sehen, wie sich die Durchlassspannung mit dem durch das Gerät fließenden Strom ändert und wie sich die Intensität der LED mit diesem Strom ändert. Sie können hoffentlich sehen, wie sich der Widerstandswert für unterschiedliche Ströme ändern muss und wie sich dadurch der Spannungsabfall an der LED und die Intensität der LED ändern.

— DiBosco

Eine andere Art, sich das vorzustellen, ist wie eine Batterie in umgekehrter Richtung anstelle der Diode (oder des Emitter-Basisübergangs in einem BJT), gleich Vf. Nur Faustregel, da der Wert von Vf mit zunehmendem Strom leicht ansteigt! Aus diesem Grund wird normalerweise bei einem bestimmten Strom ein LED-Vf-Wert angegeben.

— Thevenin
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