Setzen Sie die LED einmal verkehrt herum ein. Dann fließt kein Strom, der Spannungsabfall am Vorwiderstand ist also Null. Deshalb liegt die volle Batteriespannung an der LED. Das ist zugleich ein wichtiger Tipp für die Fehlersuche: Wenn eine LED-Schaltung nicht funktioniert um man eine große Spannung an der LED messen kann, dann ist sie wahrscheinlich verpolt, also in Sperrsichtung eingebaut. In Durchlassrichtung misst man dagegen die geringere Durchlassspannung um 2 V.

Reihenschaltung mit zwei LEDs

Führen Sie die Einzelmessungen durch und überprüfen Sie die Summe der Spannungen. Können Sie bestätigen, dass der Spannungsabfall an der grünen LED etwas größer ist als an der der roten LED?

Diesmal gilt die Regel:

U = U1 +U2 +U3

Die Stromstärke ist nun etwas geringer als beim letzten Versuch mit nur einer LED. Wenn Sie schätzen sollten, hätten Sie dann auch 5 mA gesagt? (je 2 V an den LEDs, 9 V an der Batterie, 5 V am 1-kOhm-Widerand...) Nach den Gesetzen der Reichenschaltung ist die Stromstärke an jedem Punkt gleich groß. Sie können daher das Amperemeter im Messbereich 20 mA parallel zum geöffneten Schalter anschließen.

Wenn Sie eine der beiden LEDs umpolen, leuchten beide nicht mehr. Messen Sie in diesem Zustand wieder U, U1, U2 und U3. Diesmal scheint das Gesetz der Reihenschaltung nicht zu stimmen: Die Summe U1 + U2 + U3 ist diesmal deutlich kleiner als U. Das ist aber nur scheinbar so und liegt daran, dass die Messung selbst die Spannungen ändert. Der endliche Innenwiderstand des Messgeräts von 10 MOhm führt in diesem Fall zu einem deutlichen Messfehler. Wenn Sie an einer LED messen ändert sich gleichzeitig die Spannung an der anderen LED, ein typischer und unvermeidlicher Messfehler.

Parallelschaltung

Messen Sie beide LED-Durchlassspannungen. Es ist ein deutlicher Unterschied feststellbar. Wenn Sie den Schalter schließen leuchtet fast nur noch die rote LED. Siehe auch in YouTube: 6. Türchen

Inzwischen können Sie sicher die Stromstärken abschätzen: ca. 7 mA durch jede der beiden LEDs, genau genommen etwas mehr durch die rote. Wenn Sie den Kontakt schließen, steigt der Strom durch die rote LED auf ca. 14 mA. Diese seltsame Stromverteilung hängt mit der Dioden-Kennlinie zusammen, dazu später mal mehr...

Legen Sie nun das Amperemeter im 20-mA-Bereich an den geöffneten Schalter. Könnte es sein, dass die die grüne LED jetzt etwas heller leuchtet als bei geschlossenem Schalter? Und dass Sie tatsächlich deutlich weniger als 7 mA messen? Das liegt am Innenwiderstand des Messgeräts. Ein ideales Amperemeter hätte ja Null Ohm, aber das bleibt ein frommer Wunsch. Also wieder ein Messfehler, schadet aber nicht wenn man ihn richtig einschätzen lernt.

Wer misst, misst Mist

Literatur: Grundwissen Elektrotechnik