Widerstände zu heiß?

    Hi,
    ich bin grad am rumtesten mit RGB-Superflux-LEDs.


    Als Stromquelle dient ein 12V-Netzteil.


    Die einzelnen Farben vertragen je 2.0/3.2/3.2 V. Bei den LEDs handelt es sich um 4-pin Superflux mit gemeinsamer Anode. Daher ist nur Parallelschaltung möglich.


    Jetzt mal ein Beispiel anhand einer Farbe:


    Um von 12V auf 3.2V zu kommen, nutze ich 470 Ohm Widerstände 1/4W. D.h. der Widerstand muss 8.8V in Wärme umwandeln und wird entsprechend heiß.


    Die Widerstände können eine Leistung von 0,25 W aufnehmen.


    U=R*I
    I=U/R


    I=12V/470 Ohm = 0,0255 A (Strom pro LED-Farbe)


    P=U*I
    P=12V*0,0255A=0,306 W


    0,306 W > 0,25 W


    Heißt das, dass der Widerstand zu klein dimensioniert ist, oder habe ich mich verrechnet?


    Wenn ich meinen Finger auf den Widerstand halte, so muss ich ihn nach paar Sekunden wegnehmen, da es einfach zu heiß ist. Und Hitze ist bestimmt nicht gut für die Lebensdauer des Widerstands...

    Moin,


    Ein paar Anmerkungen:


    Deine Rechnung ist fast richtig nur in einen punkt hast du dich geirrt.


    An den Widerstand fallen nicht die vollen 12 Volt sondern nur 12Volt - der Spannung der LED farbe (2,0 oder 3,2Volt) ab.


    >I=12V/470 Ohm = 0,0255 A (Strom pro LED-Farbe)


    Richtig wäre also:
    I=(12V-3,2V)/470 Ohm = 0,019 A (Bei 3.2Volt LED)


    I=(12V-2,0V)/470 Ohm = 0,021 A (Bei 2,0 Volt LED)


    P=(12V-3,2)*0,019A=0,167 W
    P=(12V-2,0)*0,021A=0,212 W


    Eigentlich reichen also die 0,25 Watt Widerstände allerdings ist es normal das Widerstände wenn sie fast mit nennlast betrieben werden sehr heiß werden.
    So machen den Widerstand 100 Grad nichts aus nur der Mensch verbrennt sich dann natürlich und für viele empfindliche Materialien in der nähe ist das auch zuviel.


    Ich würde die LED's auch nicht für 25mA Strom auslegen da das ziemlich viel für die kleinen Superflux sind und der helligkeitsunterschied wenn du nur 20mA benutzt fast nicht zu sehen ist.


    mfg
    Falo

    Was passiert, wenn die Last die 0,25W übersteigt?
    Und was ist der Unterschied zwischen Kohlenschicht und Metalloxidschicht-Widerständen?


    Welche Widerstände würden sich eignen, ohne so eine Abwärme zu erzeugen?

    Hallo,


    wenn dir das zu viel Abwärme ist hast du mehrere Möglichkeiten:


    - den Strom der LEDs erhöhen verringern! (eher ungünstig ;))
    - die Versorgungsspannung reduzieren
    - mehr LEDs in Reihe schalten
    - einen Schaltregler einsetzen


    Alternativ kannst du auch leistungsstärkere Widerstände einsetzen, beispielsweise 0,5W oder 1Watt Typen. Gibt's auch bei fast jedem Elektronikhandel. Oder halt Widerstände parallel schalten, hierbei gilt es aber das OHM'sche Gesetz zu beachten. 1/Rges = 1/R1 + 1/R2. Also statt einem 470Ohm Widerstand könntest du 2 940Ohm Typen einsetzen (bzw. was es da in der Nähe gibt...)


    Dein Widerstand wird über kurz oder lang höchstwahrscheinlich durchbrennen, also hochomig werden und deine LEDs sind einfach aus.

    Zitat von BlueGene

    Welche Widerstände würden sich eignen, ohne so ein Abwärme zu erzeugen?

    Wie wir schon im Physikunterricht gelernt haben kann man Energie grundsätzlich nicht zerstören,löschen,verschwinden lassen sondern immer nur umwandeln und in diesen Fall halt nur in Wärme.


    Dein Problem ist das du die 4 pin Superflux an 12 Volt betreiben willst und das ist nunmal blödsinn weil du so je nach LED Farbe 8,8 bzw 10 Volt verbraten mußtund das sind nunmal bis zu 83% der eingesetztenb Energie.


    Würdest du statt einer 4Pin Superflux an deine 12 Volt 3 Stück 6Pin Superflux hängen würde die Widerstände kaum belastet und du hättest die 3 Fache Lichtausbeute.


    Wenn du umbedingt die 4Pin behalten willst müßtest du sehen das du von der 12 Volt Spannung runterkommst wenn du z.B. nur mit 5Volt arbeiten würdest hätten deine Widerstände auch keine Wäremprobleme.


    mfg
    Falo

    Ähh verringern natürlich, und da P = R x I² ist ein niedrigerer Strom = weniger Abwärme.


    Beispiel für 10mA und 20mA unter der Annahme, Vf sei konstant:


    R = 12V - 2V / 0.01A = 1kR
    R = 12V - 2V / 0.02A = 0k5R


    P = 1kR x 0.01²A² = 100mW
    P = 0k5R x 0.02²A² = 200mW


    Sorry, meinte das richtige, kam nur das falsche aus den Händen ;) Aber danke.

    Falo:


    Ich habe vor später einen Chromoflex zu benutzen. Dieser erfordert min. 7V.


    Des Weiteren habe ich mir 6-Pin-Superflux-LEDs bestellt, sollten morgen oder übermorgen ankommen. Jedoch bin ich mir bzgl. der Ausleuchtung nicht sicher, da die 6-pin einen deutlich größeren Winkel haben, als die 4-pin.

    Zitat von BlueGene

    Und was ist der Unterschied zwischen Kohlenschicht und Metalloxidschicht-Widerständen?

    Metalloxidschicht-Widerstände gibt es nicht, zumindest kenne ich keine (höchstens vielleicht Indiom-Zinn-Oxid als transparente und leitfähige Schicht für LC-Displays). Es gibt aber Metallschicht- oder eher Metallfilm-Widerstände. Sie sind meistens genauer als Kohleschicht-Widerstände, haben ein besseres Temperaturverhalten (Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur), sind belastbarer (und teurer) und ... wenn sie (stark) überlastet werden, brennen sie durch. Kohleschichtwiderstände verringern ihren Widerstand bei zunehmender Temperatur und wenn sie stark überlastet werden, brennen sie meistens auch nicht durch, sondern machen einen Kurzschluss! (Gut, je nach Schaltung brennen sie danach wirklich im wahrsten Sinne des Wortes durch.)


    Deshalb gilt diese Aussage:

    Zitat von Iopodx

    Dein Widerstand wird über kurz oder lang höchstwahrscheinlich durchbrennen, also hochomig werden...

    nur für Metallfilmwiderstände!

    KohleSCHICHTwiderstände sind da mittlerweile nicht mehr so gefährllich. Aber du steckst ja nich drin - das Risiko, daß du normale Kohlewiderstände hast oder daß die Isolation mit der Kohleschicht reagiert, ist immer noch da. Ich nehme lieber Metallfilm. Und für Fälle, bei denen das Durchbrennen im Fehlerfal gewünscht ist, nur ganz bestimmte Typen.

    Hier mal eine Kennlinie eines Metallschichtwiderstandes in Bezug auf die Temperatur und der maximalen Leistung die dabei Umgesetzt werden darf:



    Hier sieht man das ab 70°C keine 100% der maximalen Leistung mehr im Widerstand umgesetzt werden dürfen. Also nehmen wir mal Deine Schaltung als Beispiel und nehmen mal eine Temp. von 100°C an. Dann dürften in dem Widerstand nur noch ca. 60% des Maximalwertes umgesetzt werden, also statt 0,25W nur noch 0,15W und damit wärst mit Deinen berechneten Werten drüber -> also nächst höhere Variante nehmen.


    Ich selbst nutze aktuell eigentlich nur noch 0,6W Metallschichtwiderstände, die haben die gleiche größe und so viel teurer sind die nicht.


    Gruß, Benny.

    Tja, wie weit geht nun die Umgebungstemperatur? Wenn in meinem Raum 10°C sind und der Widerstand selbst am Gehäuse 200°C hat, dann ist es nur eine Frage der Entfernung. In 1mm Entfernung ist es quasi auch die Umgebungstemperatur des Widerstandes und in 1mm Entfernung wird es dann auch noch sehr warm sein.


    Aber Du kannst es ja gerne testen, leg den Widerstand aktuell einfach auf den Balkon und quäle diesen einfach mit dauerhaften 100% Belastung, dann dürfte der ja nicht kaputt gehen denn Du dürftest es wohl kaum schaffen die Temeratur in DE aktuell über 70°C zu bekommen :D
    ABER, ich glaube der hält trotzdem nicht lange durch ;)


    Gruß, Benny.


    PS.:
    Aber falls es einer wirklich genau weiß, dann würde mich die Definition "Umgebungstemperatur" sehr interessieren, vor allem in Bezug auf Umgebungstemperatur in Bezug auf welcher Entfernung zum Bauteil. Also wie weit ist "Umgebung"?

    Ich vermute mal:


    Wenn der Widerstand sich erwärmt wird gemäß den Gesetzen der Thermodynamik die erwärmte Luft nach oben steigen. damit mag das mit dem einen mm noch stimmen, aber es wird auch kältere Luft von unten nachströmen. Meinetwegen oben am Gehäuse, oder wo auch immer das ganze eingebaut ist, oder auch nicht, wird sich die Luft wieder abkühlen und damit nach unten abströmen. Somit ist IMHO keine nähere Definition der Umgebungstemperatur nötig, als folgende:
    Umgebungstemperatur = Gehäusetemperatur, bzw. Raumtemperatur falls kein Gehäuse vorhanden.


    Gilt allerdings nur, wenn daneben kein größerer Hitzbruder vorhanden ist, wobei für den natürlich gleiches gilt wie für den Widerstand, auch hier steigt erwärmte Luft im Rahmen der natürlichen Konvektion nach oben...