LED-Vorwiderstand mit Toleranzen rechnen: Aus einem Ohmwert wird ein Stromintervall
16.10.2026
Ein Widerstandswert allein sagt noch nicht, welcher LED-Strom fließt. Dieses Rechenblatt ermittelt Extremwerte für Versorgung und Widerstand – und kennzeichnet, warum ein typischer LED-Wert keine garantierte Untergrenze ist.
Vom Ohmwert zum Stromintervall
Für einen einzelnen LED-Zweig lautet die Näherung I = (UQuelle − ULED) / R. Die Versorgungsspannung abzüglich des LED-Spannungsabfalls liegt am Widerstand; daraus folgt der Strom. Das ist eine Rechenbeziehung für den Widerstand, keine Behauptung, die LED selbst sei ohmsch. Analog Devices benennt LEDs als nicht-ohmsch. Deshalb beschreibt ein Widerstandsnennwert allein den realen Strom nicht: Auch die tatsächliche Versorgung, die Widerstandstoleranz und die Durchlassspannung spielen mit hinein. Die bekannte Grundformel beantwortet die Frage nach einem Einzelwert. Im Modellbau lohnt sich als nächster Schritt eine Randwertrechnung: Welche Kombination lässt den höchsten, welche den niedrigsten Strom erwarten?
LED-Datenblatt: typisch ist keine Untergrenze
Als konkretes Beispiel dient die rote Kingbright WP1043SRD. Im Datenblatt stehen bei einem Durchlassstrom von 20 mA 1,85 V als typischer und 2,5 V als maximaler Vorwärtsspannungswert; die Kenndaten beziehen sich auf 25 °C. Eine minimale Durchlassspannung ist nicht ausgewiesen. Ein zusätzlicher Hinweis nennt ±0,1 V, aber daraus lässt sich keine garantierte Untergrenze für alle LEDs und Betriebszustände ableiten. Damit fehlt für eine garantierte obere Stromgrenze ein entscheidender Randwert: ein belastbares LED-Minimum unter den relevanten Bedingungen. Auch der maximale Gleichstrom von 30 mA ist kein automatisch sinnvoller Zielstrom. Der Hersteller nennt außerdem 75 mW als maximale Verlustleistung. Solche Werte gelten für dieses konkrete Bauteil und ersetzen kein Datenblatt der tatsächlich verwendeten Modellbau-LED.
Rmin und Rmax aus der Toleranz
Nehmen wir für das Beispiel 330 Ω mit ±5 % Toleranz. Dann ist Rmin = 330 × 0,95 = 313,5 Ω und Rmax = 330 × 1,05 = 346,5 Ω. Für den größtmöglichen Strom setzt man den kleinsten Widerstand ein; für den geringsten Strom den größten. Diese Rechnung erfasst zunächst nur die angegebene Toleranz. Ein zusätzlicher Temperaturkoeffizient oder Eigenerwärmung kann die reale Widerstandsänderung beeinflussen. Hier werden diese Einflüsse nicht in die ±5 % hineingerechnet; das hält die Eckrechnung nachvollziehbar, ist aber keine vollständige Fehlerbilanz.
Extremkombinationen mit Beispielwerten
Zur Veranschaulichung seien die Versorgungsextreme ausdrücklich mit 5,0 und 5,5 V angenommen. Ebenso wird eine LED-Spannungsbandbreite von 1,75 bis 2,5 V als Rechenannahme gesetzt. 1,75 V ist keine garantierte Untergrenze der WP1043SRD. Die 2,5 V sind ein Maximalwert bei 20 mA und 25 °C; das macht ihn nicht automatisch zum garantierten Spannungswert bei jedem hier errechneten Strom. Oberer Strom: (5,5 − 1,75) / 313,5 = etwa 11,96 mA. Unterer Strom: (5,0 − 2,5) / 346,5 = etwa 7,22 mA. Das Rechenmodell ergibt somit rund 7,2 bis 12,0 mA. Das ist ausdrücklich kein garantierter Bereich für eine reale Kombination. Die Versorgungsextreme müssen zu deinem Modell passen, und der fehlende LED-Minimalwert bleibt eine Datenlücke. Typisch minus 0,1 V als Minimalwert einzusetzen, wäre eine zusätzliche Annahme, kein nachgewiesener Grenzwert.
Widerstandsleistung und thermische Reserve
Im ungünstigsten Beispiel liegt am Widerstand 3,75 V (5,5 − 1,75 V). Damit ergibt sich P = U²/R = (3,75 V)² / 313,5 Ω ≈ 0,045 W. Das ist rechnerisch weniger als die 0,063 W beziehungsweise 0,10 W, die Vishay für verschiedene D/CRCW0402-Ausführungen nennt. Ein solcher Vergleich allein gibt keine thermische Freigabe. Vishay knüpft die Nennbelastbarkeit an die zulässige Filmtemperatur; die Erwärmung über Umgebung hängt auch von der thermischen Anbindung an die Leiterplatte ab. Im Modell beeinflussen Montage, Luftaustausch, benachbarte Wärmequellen und Einbettung die tatsächlichen Bedingungen. Prüfe daher die konkrete Widerstandsvariante und deren Belastungskurve im Einbau. Ein berechneter Leistungswert unter dem Datenblatt-Nennwert ist keine pauschale Garantie für ausreichende Reserve.