LED-Vorwiderstand online berechnen mit Normwert-Auswahl

Den Vorwiderstand für eine LED berechnet man mit der Formel R = (Us − n · Uf) / I: Von der Versorgungsspannung Us zieht man die Summe der Vorwärtsspannungen aller in Reihe geschalteten LEDs ab und teilt die Restspannung durch den gewünschten LED-Strom I.

Ein konkretes Beispiel: Eine rote Standard-LED mit 2,0 V Vorwärtsspannung soll an 12 V mit 20 mA betrieben werden. Damit ergibt sich R = (12 − 2,0) / 0,02 = 500 Ω, und die Verlustleistung am Widerstand beträgt (12 − 2,0) · 0,02 = 0,2 W.

Aus der E12-Reihe wählt man 470 Ω oder 560 Ω; bei 470 Ω fließen rund 21 mA, bei 560 Ω rund 18 mA. Der Rechner nimmt dir diese Schritte ab und schlägt direkt den passenden Normwert samt empfohlener Belastbarkeit vor.

Beachte dabei, dass die Vorwärtsspannung je nach Farbe variiert: Rote und gelbe LEDs liegen typisch bei 1,8 bis 2,2 V, blaue und weiße dagegen bei 3,0 bis 3,5 V. Diese Farbabhängigkeit beeinflusst den berechneten Widerstandswert spürbar.

Der passende Vorwiderstand hängt von Versorgungsspannung, LED-Farbe und Strom ab. Für eine rote LED (Vf ≈ 2,0 V) bei 20 mA gilt: An 5 V brauchst du rund 150 Ω, an 12 V etwa 500 Ω (Normwert 470 Ω) und an 24 V rund 1,1 kΩ (Normwert 1 kΩ).

Für eine blaue oder weiße LED (Vf ≈ 3,2 V) sind es an 5 V rund 90 Ω, an 12 V rund 440 Ω und an 24 V rund 1,04 kΩ.

Wichtig ist, dass die Versorgungsspannung deutlich über der Vorwärtsspannung liegt, sonst reicht die Restspannung am Widerstand nicht für eine stabile Strombegrenzung.

Gerade an 12 V und 24 V solltest du außerdem die Verlustleistung prüfen, damit ein ¼-Watt-Widerstand nicht überlastet wird.

An 24 V mit 1 kΩ fallen bei einer roten LED rund 22 V am Widerstand ab, was knapp 0,5 W Verlustleistung ergibt – hier ist ein 1-Watt-Typ Pflicht. Der Rechner gibt dir Widerstandswert, Strom und Verlustleistung auf einen Blick aus.

Eine LED braucht einen Vorwiderstand, weil sie ein nichtlineares Bauteil ist und ihren Strom nicht selbst begrenzt.

Oberhalb ihrer Vorwärtsspannung steigt der Strom bei minimal höherer Spannung extrem stark an, sodass die LED ohne Begrenzung sofort thermisch zerstört würde.

Der Vorwiderstand nimmt die Differenz zwischen Versorgungs- und Vorwärtsspannung auf und stellt über das ohmsche Gesetz den gewünschten Betriebsstrom ein.

Ein Beispiel: Bei 5 V Versorgung und 2,0 V Vorwärtsspannung fallen 3,0 V am Widerstand ab; mit 150 Ω fließen genau 20 mA. Ohne diesen Widerstand würde der Strom unkontrolliert ansteigen.

Nur bei speziellen LED-Modulen mit eingebauter Konstantstromquelle oder integriertem Vorwiderstand kann er entfallen.

Zur Einordnung: Eine typische 5-mm-Standard-LED verträgt dauerhaft 20 mA; schon 30 mA Dauerstrom ohne Schutzwiderstand können sie innerhalb von Sekunden zerstören.

Auch Mikrocontroller wie ein Arduino leiten LED-Ströme oft direkt über GPIO-Pins, wo der Vorwiderstand zusätzlich den Ausgangspin vor Überlastung schützt. Der Rechner liefert dir den richtigen Wert für genau diese Schaltungen.

Wie viel Ohm eine LED braucht, ergibt sich aus Versorgungsspannung, Vorwärtsspannung und Zielstrom und liegt für typische Anzeige-LEDs meist zwischen 100 Ω und 2,2 kΩ.

Bei einer roten LED (2,0 V) und 20 mA sind es an 5 V rund 150 Ω und an 12 V rund 470 Ω. Reduzierst du den Strom auf 10 mA, verdoppeln sich die Widerstandswerte entsprechend.

Es gibt also keinen festen Standardwert, sondern immer einen aus der konkreten Schaltung berechneten Wert.

Der LED-Widerstandsrechner zeigt dir neben dem exakten Rechenwert direkt den nächsten E12-Normwert und den sich daraus ergebenden tatsächlichen Strom, sodass du eine praxistaugliche und sichere Auswahl triffst, statt dich auf grobe Faustwerte zu verlassen.

Beim Arduino Uno mit 5 V GPIO-Spannung und einer roten LED ergibt 15 mA Zielstrom rechnerisch 200 Ω; der Normwert 220 Ω lässt dann rund 13,6 mA fließen. Mit 10 mA Zielstrom wächst der Wert auf 300 Ω (Normwert 330 Ω).

So siehst du sofort, wie du Strom und Helligkeit gezielt abstufst.

Ist der Vorwiderstand zu klein, fließt ein zu hoher Strom durch die LED: Sie wird zu hell, erwärmt sich stark und altert schnell oder brennt durch.

Ist der Vorwiderstand zu groß, fließt zu wenig Strom, die LED leuchtet nur schwach oder bleibt unter einem bestimmten Wert ganz dunkel.

Ein Beispiel: Statt der berechneten 470 Ω an 12 V führt ein 100-Ω-Widerstand zu rund 80 mA – weit über dem zulässigen Bereich einer 20-mA-LED. Ein 4,7-kΩ-Widerstand dagegen lässt nur rund 2 mA fließen, die LED glimmt nur noch schwach.

In der Praxis wählt man oft den nächsthöheren Normwert, weil die LED dann thermisch entspannter läuft und der Strom geringfügig unter dem Maximalwert bleibt.

Im Dauerbetrieb, etwa bei Statusanzeigen, die rund um die Uhr leuchten, empfiehlt sich ein Zielstrom von 10 bis 15 mA: Die Helligkeit sinkt kaum wahrnehmbar, die Lebensdauer der LED wächst aber erheblich, und der Vorwiderstand bleibt kühler.

Die Formel für den LED-Vorwiderstand lautet R = (Us − n · Uf) / I, wobei Us die Versorgungsspannung, Uf die Vorwärtsspannung einer LED, n die Anzahl der LEDs in Reihe und I der gewünschte LED-Strom ist.

Sie folgt direkt aus dem ohmschen Gesetz, angewendet auf die Restspannung, die am Widerstand abfällt. Die Verlustleistung am Widerstand berechnet sich als P = (Us − n · Uf) · I oder gleichwertig I² · R.

Ein Beispiel: 12 V Versorgung, 2,2 V Vorwärtsspannung und 15 mA ergeben R = (12 − 2,2) / 0,015 = 653 Ω und P = 9,8 V · 0,015 A ≈ 0,15 W. Praktisch wählt man hier 680 Ω als nächsten Normwert und einen Widerstand mit mindestens ¼ Watt Belastbarkeit.

Der Rechner zeigt die Verlustleistung separat an und empfiehlt die passende Bauformgröße.

In Praxisschaltungen auf einem Arduino-Shield oder Eigenbau-Dimmer hilft diese Angabe dabei, den richtigen Widerstandstyp vor der Bestellung festzulegen, ohne im Nachhinein einen überhitzten Widerstand tauschen zu müssen.

Bei mehreren LEDs in Reihe addieren sich ihre Vorwärtsspannungen, sodass in der Formel n · Uf gilt. Ein Beispiel: Drei rote LEDs mit je 2,0 V an 12 V ergeben R = (12 − 3 · 2,0) / 0,02 = 300 Ω.

Die Versorgungsspannung muss dabei deutlich über der Summe der Vorwärtsspannungen liegen, sonst bleibt zu wenig Restspannung für eine stabile Strombegrenzung.

Parallel geschaltete LEDs sollten dagegen jeweils einen eigenen Vorwiderstand erhalten, weil sich sonst durch kleine Exemplarstreuungen der Vorwärtsspannung der Strom ungleich verteilt und eine LED überlastet wird.

Der Rechner berücksichtigt die Anzahl seriell geschalteter LEDs direkt; für parallele Zweige rechnest du jeden Strang separat und vergibst jeweils einen passenden Vorwiderstand.

Praktisches Beispiel: Zwei parallele Stränge mit je drei roten LEDs an 12 V brauchen je einen 300-Ω-Widerstand mit 0,12 W Verlustleistung.

Ein einzelner gemeinsamer Widerstand würde durch Fertigungsstreuungen einen Strang bevorzugen und überhitzen lassen.

Die Verlustleistung am Vorwiderstand berechnet sich als P = (Us − n · Uf) · I, also Spannungsabfall am Widerstand mal LED-Strom, gleichwertig auch I² · R.

Diese Leistung wird vollständig in Wärme umgesetzt, weshalb der gewählte Widerstand sie dauerhaft abführen können muss.

Ein Beispiel: Bei 12 V Versorgung, 2,0 V LED-Spannung und 20 mA fallen 10 V am Widerstand ab, woraus P = 10 V · 0,02 A = 0,2 W folgen.

Ein ¼-Watt-Widerstand (0,25 W) ist hier zwar rechnerisch ausreichend, läuft aber am Limit – besser ist ein ½-Watt-Typ mit Reserve.

Der Rechner gibt neben der berechneten Leistung auch eine empfohlene Belastbarkeit mit Sicherheitsreserve aus, sodass du den richtigen Bauformtyp wählen kannst, bevor der Widerstand thermisch überlastet.

Als Faustregel gilt: Wähle immer den nächsten Nennwert mit mindestens doppelter Leistungsreserve. Bei 0,2 W Verlustleistung also einen ½-Watt-Typ.

In engen Gehäusen ohne Luftzirkulation oder auf dicht bestückten Platinen kann selbst ein ½-Watt-Typ spürbar warm werden; hier empfiehlt sich ein 1-Watt-Widerstand.