MINT lernen

Experiment: Kennlinie einer Leuchtdiode aufnehmen

Zehn Übungen zu Messaufbau, Kennlinie und der Schleusenspannung einer Leuchtdiode im aufgebauten Stromkreis — Schritt für Schritt. Mit ausführlichem Lösungsweg zu jeder einzelnen Aufgabe.

Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1

Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was gilt für die Kennlinie einer LED?
AFB I

Drei der sechs Aussagen sind richtig. Welche?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Für die LED gilt das ohmsche Gesetz nicht — U geteilt durch I ändert sich von Punkt zu Punkt. Ein parallel geschaltetes Amperemeter ist ein Kurzschluss, und ohne Vorwiderstand ist die LED sofort zerstört.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zum Kennlinien-Versuch.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Messen, eintragen, ablesen — bei der Kennlinie wird fast nichts gerechnet.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Beim Versuch liegt das Voltmeter zur LED, das Amperemeter dagegen in . Alle Wertepaare zusammen ergeben die . Durch die Punkte legst du eine ; ihr Knie markiert die .

Die Ursprungsgerade bleibt übrig: Sie gehört zu einem ohmschen Widerstand, nicht zu einer LED.
A4
In welchen Abschnitt der Kennlinie gehört der Messwert?
AFB I

Die Messwerte stammen von einer roten LED. Sortiere sie nach dem Abschnitt der Kurve.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1flacher Bereich
2Knie
3steiler Anstieg
Nicht die Spannung allein entscheidet, sondern wie stark der Strom auf sie reagiert — genau das unterscheidet die drei Abschnitte.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Eine rote LED (Schleusenspannung 1,8 V) soll an einer 9,0-V-Quelle mit 20 mA betrieben werden. Welchen Widerstand muss der Vorwiderstand haben?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Zuerst die Schleusenspannung abziehen: 9,0 V − 1,8 V = 7,2 V. Dann durch den Strom in Ampere teilen: 20 mA = 0,020 A, also 7,2 V : 0,020 A = 360 Ω. Wer mit 20 statt 0,020 rechnet, landet um den Faktor 1000 daneben.
A6
Der Versuch Schritt für Schritt
AFB II

Bringe die Arbeitsschritte der Kennlinienaufnahme in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Schaltung aufbauen: Vorwiderstand und Amperemeter in Reihe, Voltmeter parallel zur LED.
2Die Spannung auf null stellen und dann in kleinen Schritten erhöhen.
3Zu jedem Schritt U und I in die Messwerttabelle eintragen.
4Die Wertepaare als Punkte in das I-U-Diagramm eintragen.
5Eine Ausgleichskurve zeichnen und an ihrem Knie die Schleusenspannung ablesen.
Der häufigste Fehler ist, ohne Tabelle direkt ins Diagramm zu zeichnen — dann fehlen später die Werte zum Nachprüfen.
A7
Rechenkette
AFB II

Eine grüne LED (Schleusenspannung 2,2 V) liegt mit einem Vorwiderstand an einer 5,0-V-Quelle. Der Strom soll 14 mA betragen.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Spannung am Vorwiderstand V
  2. Widerstand des Vorwiderstands Ω
  3. Leistung, die die LED umsetzt mW
  4. Strom mit einer roten LED (1,8 V) und demselben Vorwiderstand mA
Der Vorwiderstand bekommt immer den Rest der Spannung. Eine LED mit kleinerer Schleusenspannung lässt deshalb bei gleichem Widerstand mehr Strom fließen.
A8
Farbe und Schleusenspannung
AFB II

Verbinde jedes Bauteil mit seiner typischen Schleusenspannung.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Je kurzwelliger (blauer) das Licht, desto energiereicher — und desto höher die Schleusenspannung. Die Silizium-Diode gibt kein Licht ab und braucht am wenigsten.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 6 zeigt gleich zwei Fehler: Milliampere nicht in Ampere umgerechnet — und aus einem einzigen Punkt auf einen festen Widerstand geschlossen.
A10
Wie ändert sich die Stromstärke?
AFB III

Eine rote LED (1,8 V) liegt mit 200 Ω Vorwiderstand an 5,0 V; es fließen 16 mA. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = kein Strom, 2 = deutlich kleiner, 3 = unverändert, 4 = etwas größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = kein Strom5 = viel größer
Du tauschst das Voltmeter gegen ein baugleiches aus.
Du erhöhst die Quellenspannung von 5,0 V auf 15,0 V.
Du ersetzt den Vorwiderstand durch 400 Ω.
Du baust die LED falsch herum ein.
Du erhöhst die Quellenspannung von 5,0 V auf 5,8 V.
Den Strom treibt nur der Teil der Spannung oberhalb von 1,8 V. Deshalb wirkt ein verdoppelter Vorwiderstand viel stärker als ein kleiner Spannungszuwachs.