LED Verlustleistung

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Verlustleistung, Reihenschaltung von LEDs und Hitze im Vorwiderstand

Warum Widerstände warm werden, wie man Verlustleistung reduziert und weshalb LEDs möglichst in Reihe betrieben werden sollten.

Was bedeutet Verlustleistung?

Als Verlustleistung bezeichnet man elektrische Leistung, die nicht in Nutzleistung (z. B. Licht) umgesetzt wird, sondern als Wärme verloren geht.

Bei LED-Schaltungen entsteht Verlustleistung hauptsächlich:

• in der LED selbst (normal und gewollt)
• im Vorwiderstand (reine Verlustleistung)

Warum wird ein Vorwiderstand heiß?

Ein Vorwiderstand reduziert die Spannung, die nicht von der LED benötigt wird. Diese überschüssige Spannung wird im Widerstand in Wärme umgewandelt.

Die Verlustleistung berechnet sich mit:

P = U · I

Je höher die Spannung am Widerstand und je größer der Strom, desto heißer wird er.

Beispiel: Eine LED an 12 V

• Versorgung: 12 V
• LED-Spannung: 2 V (rot)
• Strom: 20 mA

Spannung am Widerstand: 10 V
Verlustleistung: 10 V · 0,02 A = 0,2 W

Ein 0,25-W-Widerstand arbeitet hier bereits nahe an seiner Grenze und wird spürbar warm.

Warum Reihenschaltung von LEDs sinnvoll ist

Werden mehrere LEDs in Reihe geschaltet, addieren sich ihre Durchlassspannungen.

Dadurch:

• fällt weniger Spannung am Widerstand ab
• sinkt die Verlustleistung im Widerstand
• steigt die Effizienz der Schaltung

Vergleich: Eine LED vs. drei LEDs in Reihe

Eine LED

12 V − 2 V = 10 V am Widerstand
P = 10 V · 0,02 A = 0,2 W

Drei LEDs in Reihe

12 V − 6 V = 6 V am Widerstand
P = 6 V · 0,02 A = 0,12 W

👉 Die Verlustleistung sinkt um 40 % – bei gleicher Helligkeit pro LED.

Hitze – warum sie problematisch ist

Hitze ist einer der größten Lebensdauer-Killer für elektronische Bauteile:

• Widerstände altern schneller
• Lötstellen können leiden
• LEDs verlieren Helligkeit

Im Modellbau kommt hinzu:

• enge Einbauräume
• kaum Luftzirkulation
• empfindliche Kunststoffe

Wie man Verlustleistung reduziert

• LEDs möglichst in Reihe schalten
• Strom reduzieren (z. B. 5–10 mA statt 20 mA)
• höhere Versorgungsspannungen vermeiden
• Widerstände mit ausreichender Leistung wählen
• bei vielen LEDs: Konstantstromquelle in Betracht ziehen

Widerstandsleistung richtig wählen

Als Faustregel gilt:

So bleibt der Widerstand kühl und langlebig.

Fazit

Verlustleistung entsteht überall dort, wo überschüssige Spannung abgebaut werden muss. Durch die Reihenschaltung von LEDs lässt sich diese Verlustleistung deutlich reduzieren. Das Ergebnis sind kühlere Widerstände, längere Lebensdauer und effizientere LED-Schaltungen – besonders wichtig im Modellbau.

Autor: led-am-stiel.de • Praxiswissen für LED-Technik & Modellbau