Betrieb einer LED mit 4,5 Volt - Brauche ich einen Vorwiderstand?

Um LEDs effizient und sicher zu betreiben ist das Thema Vorwiderstände von zentraler Bedeutung. Viele Hobbyelektroniker und Technikbegeisterte stellen sich oft die Frage: Ist es essenziell, einen Vorwiderstand zu verwenden, wenn ich eine LED mit einer Spannung von 4⸴5 Volt betreibe? Die klare Antwort lautet: ja! Ein unkontrollierter Stromfluss kann dazu führen, dass die LED überlastet wird – dies führt häufig zu einer schnellen Entladung der verwendeten Batterie.

Die grundsätzliche Funktion des Vorwiderstands besteht darin, den Strom der durch die LED fließt, zu regulieren. Bei einer hohen Spannung fließt potenziell ein gefährlicher Strom durch das Bauteil. Wer sich die Spezifikationen einer typischen roten LED ansieht, wird feststellen, dass diese meist eine Betriebsspannung von etwa 1⸴9 Volt aufweist. Wenn der Vorwiderstand zu hoch gewählt wird kann die LED möglicherweise nicht weiterhin richtig leuchten. Hingegen kann ein zu geringer Widerstand die LED qualvoll schnell zerstören.

Deshalb ist es notwendig – die Berechnung des richtigen Vorwiderstands ist entscheidend. Wenn man davon ausgeht, dass bei einer Funktion bei 4⸴5 Volt ein Strom von etwa 10 mA (Milliamper) zirkulieren soll, kann als grobe Faustregel festgehalten werden: Ein Widerstand von rund 330 Ohm ist an dieserstelle ein üblicher Wert. Wer sich für das Datenblatt der LED interessiert findet hier meist genauere Informationen.

Ein kurzer Blick auf die Produktentwicklung offenbart auch, dass einige LEDs bereits mit einem integrierten Vorwiderstand ausgestattet sind – ein gutes Beispiel hierfür ist die RLC 201. Sie kann in einem Spannungsbereich von 4⸴5 bis 16 Volt betrieben werden. Der dabei fließende Strom beläuft sich auf etwa 13 mA. Für den Nutzer ist dies äußerst praktisch, da der zusätzliche Widerstand nicht extern angeschlossen werden muss.

Ein weiterer Punkt der oft ungeklärt bleibt: Die Nennspannung der verwendeten Batterien. Batterien mit einer typischen Nennspannung von 1⸴5 Volt erreichen in der Regel nicht mehr als 2 Volt. Hochwertige Batterien können sogar bis zu 1⸴6 Volt gelanden werden – dies kann interessante Aspekte aufweisen. Für drei zusammengesetzte Batterien wäre die Ausgabe von 4⸴8 Volt – deshalb ist in dieser Konstellation möglicherweise kein Vorwiderstand zwingend erforderlich, da die LED selbst bei einer leichten Spannungsabnahme funktionstüchtig bleibt.

Zusammenfassend gilt also: Um eine LED bei 4⸴5 Volt zu betreiben ist der Einsatz eines Vorwiderstands unbedingt notwendig. Die Bestimmung des passenden Widerstandswertes sollte auf den Spezifikationen der LED basieren oder man nutzt genauso viel mit solche LEDs die betreffend einen Vorwiderstand verfügen. Außerdem ist darauf zu achten: Die Spannung der verwendeten Batterien nicht in besorgniserregende Höhen schnellt – dies schützt nicht nur die LED, allerdings steigert ebenfalls die Effizienz der Batterie.