Frage 2: Wie wirkt sich ein Vorwiderstand auf den Wirkungsgrad einer LED aus ?

Tipp: Leuchtdiode

=== Betrieb mit Vorwiderstand ===
Bestimmung des Arbeitspunktes bei bekannter Diodenkennlinie
Die einfachste Möglichkeit der Versorgung einer LED an einer Spannungsquelle ist, in Reihe zu ihr einen Vorwiderstand zu schalten. Der Wirkungsgrad ist prinzipiell nicht schlechter als bei einer linear geregelten Konstantstromquelle. Wird diese Anordnung mit einer Spannungsquelle betrieben, deren Spannung ''U''0 unter Last (Nennstrom ''I'') bekannt ist, so lässt sich der gewünschte Strom ''I'' über die Wahl des Widerstandes einstellen:
Die Verlustleistung und damit die Baugröße des Widerstandes ergibt sich zu
Der nächsthöhere Normwert ist 0,5 W.
Bei einer ungeregelten Spannungsquelle wie einem Netzteil aus Transformator mit Gleichrichter und Glättungskondensator führt der Innenwiderstand der Quelle zu einer starken Abhängigkeit der Ausgangsspannung vom Laststrom. Bei der obigen Formel ist dann zu beachten, dass ''U''0 nicht die Leerlaufspannung ist, sondern die Ausgangsspannung beim Nennstrom ''I'', welche sich bei kleinen Transformatoren (ca. 3 VA) gegenüber der Leerlaufspannung nahezu halbieren kann.
Der Nachteil eines Vorwiderstands liegt in der starken Variabilität des Stroms bei einer veränderlichen Versorgungsspannung begründet, wie es beispielsweise in Bordnetzen von Kraftfahrzeugen der Fall ist. Das gilt vor allem dann, wenn durch die Reihenschaltung mehrerer LEDs eine relativ geringe Spannung am Vorwiderstand abfällt, was andererseits die Verluste verringert.
An ein 12-V-Bordnetz werden drei LEDs à 3,4 V angeschlossen, sodass bei einer Spannung ''U'' = 12 V nur 1,8 V für den Vorwiderstand verbleiben. Mit einem Vorwiderstand von 5,2 Ω ergibt sich so ein Strom von 348 mA. Beim Laden des Akkus im Auto können aber durchaus Spannungen bis 14,4 V auftreten. Das hätte dann einen praktisch verdoppelten Strom von rund 700 mA zur Folge (der Spannungsabfall an der LED steigt ebenfalls leicht an), obwohl sich die Bordspannung nur um 16 % erhöht hat. Die gewählte Ausführung ist somit nicht betriebssicher und...
Der Wirkungsgrad ist prinzipiell nicht schlechter als bei einer linear geregelten Konstantstromquelle