Wie man den Vorwiderstand einer LED berechnet

Warum eine LED überhaupt einen Widerstand braucht

Eine LED ist eine Diode, kein Widerstand: Oberhalb ihrer Durchlassspannung führt ein winziger Spannungsanstieg zu einem enormen Stromanstieg. Schließt du eine LED direkt an eine Versorgung an, läuft der Strom davon, überhitzt und zerstört den Übergang im Nu. Ein Vorwiderstand löst das, indem er die Differenz zwischen Versorgung und Durchlassspannung der LED aufnimmt und den Strom auf einem sicheren, vorhersagbaren Wert hält.

Der Widerstand funktioniert, weil sich die Versorgungsspannung zwischen LED und Widerstand aufteilt. Die LED fällt ihre feste Durchlassspannung Vf ab; der Rest, Vs − Vf, liegt am Widerstand an. Das Ohmsche Gesetz legt dann den Strom fest: I = (Vs − Vf) / R. Umgestellt nach R ergibt sich die Dimensionierungsformel R = (Vs − Vf) / I.

Ein durchgerechnetes 5-V-Beispiel

Angenommen, du betreibst eine rote LED (Vf = 2,0 V) mit 20 mA aus einer 5-V-Versorgung. Der Widerstand muss Vs − Vf = 5 − 2,0 = 3,0 V abfallen. Dann ist R = 3,0 / 0,020 = 150 Ω. Das ist zufällig ein Normwert, ein 150-Ω-Widerstand ist also perfekt. Für eine blaue LED mit Vf = 3,2 V an derselben Versorgung ist R = (5 − 3,2) / 0,020 = 90 Ω, du wählst also den nächsthöheren Normwert, 100 Ω.

Runde immer auf, nie ab. Ein größerer Widerstand bedeutet etwas weniger Strom als das Ziel, was sicher ist; ein kleinerer treibt mehr Strom durch die LED und riskiert Schäden. Der geringe Helligkeitsverlust durch Aufrunden fällt selten auf, da das menschliche Auge Licht etwa logarithmisch wahrnimmt.

Belastbarkeit und mehrere LEDs

Prüfe, ob der Widerstand die dissipierte Wärme aushält: P = (Vs − Vf) × I. Im Beispiel der roten LED ist P = 3,0 × 0,020 = 0,06 W, weit innerhalb eines üblichen 0,25-W-Widerstands. Eine gute Regel: Wähle einen Widerstand für mindestens die doppelte berechnete Leistung, mit Reserve für Toleranz und Luftstrom. Bei höheren Strömen oder Spannungsabfällen zählt diese Prüfung weit mehr.

Bei mehreren LEDs entscheide dich für Reihe oder Parallel. In Reihe addierst du ihre Durchlassspannungen und nimmst einen Widerstand: drei rote LEDs (je Vf = 2,0 V) an 12 V fallen 6,0 V ab, es bleibt R = (12 − 6,0) / 0,020 = 300 Ω. Schalte LEDs nicht einfach parallel an einen Widerstand — kleine Vf-Unterschiede führen zu ungleicher Stromaufteilung. Gib stattdessen jeder LED (oder jeder Reihenkette) einen eigenen Widerstand.

Häufige Fragen

Was, wenn ich die Durchlassspannung der LED nicht kenne?

Verwende einen typischen Wert je Farbe: etwa 2,0 V für Rot, 2,1 V für Gelb, 2,2 V für Grün und 3,0–3,4 V für Blau und Weiß. Diese Schätzungen reichen, um einen Widerstand sicher zu dimensionieren; das Datenblatt nennt den genauen Wert.

Warum den Widerstandswert auf- statt abrunden?

Ein größerer Widerstand senkt den Strom leicht unter das Ziel, was die LED schützt. Ein kleinerer hebt ihn darüber und kann die LED überhitzen. Der winzige Helligkeitsverlust durch Aufrunden ist meist unsichtbar.

Kann ich einen Widerstand für mehrere parallele LEDs nutzen?

Es wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede der Durchlassspannung führen zu ungleicher Stromaufteilung bei parallelen LEDs, sodass eine den Großteil zieht und durchbrennt. Gib jeder LED einen eigenen Widerstand oder verdrahte sie in Reihe mit einem Widerstand für die ganze Kette.

Welche Widerstandsleistung soll ich wählen?

Berechne P = (Vs − Vf) × I und wähle einen Widerstand für mindestens das Doppelte. Die meisten Klein-LED-Schaltungen bleiben unter 0,1 W, ein üblicher 0,25-W-Widerstand genügt also; höhere Ströme oder Abfälle können 0,5 W oder mehr erfordern.