Een led is zoals al eerder gezegd een diode, en dioden laten de stroom maar in één richting door. Prima, dan kun je de serieschakeling van led plus weerstand dus gewoon op een wisselspanning aansluiten, toch? In de ene richting geleidt de led en licht hij op, en in de andere richting wordt de stroom simpelweg niet doorgelaten. Helaas, zo eenvoudig is het niet. Een led is eigenlijk een erg kwetsbare diode; niet alleen is de stroom in de doorlaatrichting meestal beperkt tot enkele tientallen milli-ampères, maar ook mag de spanning in de sperrichting (de niet-doorlaatrichting) bij voorkeur niet meer dan een paar volt bedragen. Er zijn meerdere oplossingen denkbaar, maar de volgende twee zijn de eenvoudigste:
Bij de linkerschakeling wordt een simpele diode (bijvoorbeeld 1N4148) gebruikt om de stroom in de sperrichting te geleiden, zodat er geen sperspanning van meer dan een paar tiende volt over de led kan ontstaan. Deze schakeling heeft het nadeel dat de led de helft van de tijd niet oplicht, namelijk gedurende de negatieve fase van de wisselspanning. Overigens kan D natuurlijk ook worden vervangen door een extra led. Voor de rest kun je eigenlijk dezelfde berekening gebruiken als bij gelijkspanning. Een simpel voorbeeld met 15 volt wisselspanning, een rode led en 20 mA stroom:
R = (15 - 1,9) / 0,02 = 655 ohm -> 680 ohm
Maar ... de led geleidt alleen bij de positieve fase van de wisselspanning, dus hiermee wordt de effectieve stroom gehalveerd. De lichtopbrengst zal dan ook merkbaar lager zijn. In principe kun je de weerstand halveren om de gemiddelde doorlaatstroom te verdubbelen, maar je moet oppassen dat je de absolute maximumstroom van de led (vaak 50 mA) niet overschrijdt. Een extra probleem is dat de gebruikte waarde van de wisselspanning de effectieve waarde is, en dat de absolute amplitude (de hoogste waarde per fase) ongeveer 1,4 keer deze effectieve waarde bedraagt. Dit betekent dat de amplitude van de stroom ook aanzienlijk hoger is dan de berekende effectieve waarde.
Bij de rechterschakeling wordt een bruggelijkrichter B gebruikt. Een dergelijke gelijkrichter bevat vier gelijkrichterdioden en zorgt ervoor dat zowel de negatieve als de positieve fase van de wisselspanning stroom door de led sturen. Het voordeel is duidelijk: de led wordt bij beide fasen van de wisselspanning aangestuurd, zodat je dus de dubbele lichtopbrengst krijgt. Er is echter ook een nadeel: aangezien een gewone gelijkrichterdiode een nominale spanningsval van ongeveer 0,7 volt heeft, moet je bij gebruik van een bruggelijkrichter altijd 2 x 0,7 = 1,4 volt optellen bij de nominale spanningsval van de led. We geven weer een rekenvoorbeeld. Stel, je hebt een wisselspanning van 18 volt, en je gebruikt nu een rode led:
R = (18 - (1,4 + 1,9) ) / 0,02 = 14,7 / 0,005 = 735 ohm (-> 820 ohm)
Hierbij heb je niet meer het probleem van de halve fase.
De rechterschakeling kun je ook gebruiken met een serieschakeling van meerdere leds, net zoals bij gelijkspanning. Als je bijvoorbeeld 8 rode leds gebruikt bij 18 volt wisselspanning, ziet de berekening er als volgt uit:
R = (18 - (1,4 + 8 x 1,9) ) / 0,02 = 1,4 / 0,02 = 70 ohm (-> 82 ohm)
Dit kan in principe ook bij de linkerschakeling, maar hier schuilt een addertje onder het gras: de totale spanningsval van de leds voor de positieve fase is veel hoger dan de spanningsval van die ene diode bij de negatieve fase, zodat de stroom bij de negatieve fase altijd groter is. Je berekent de weerstand aan de hand van de gewenste led-stroom in de positieve fase, weer met 18 volt wisselspanning en 8 rode leds:
R = (18 - (8 x 1,9) ) / 0,02 = 2,8 / 0,02 = 140 ohm (-> 150 ohm)
Maar bij de negatieve fase is de totale spanningsval slechts 0,7 volt (van diode D), zodat de stroom er in de negatieve fase als volgt uitziet:
I = (18 - 0,7) / 150 = 115 mA
Nu lijkt dit geen groot probleem, maar deze stroom is al meer dan een gewone 1N4148-diode verdraagt; nog vervelender wordt het echter als je aan het vermogen gaat rekenen: een standaardweerstand van 150 ohm kan slechts ¼ watt vermogen verdragen; als je zo'n kleine weerstand neemt, zal deze in rook opgaan! Op de volgende pagina lees je waarom.
Samengevat kunnen we zeggen dat je bij wisselspanning altijd extra moet opletten, en bij voorkeur een flinke marge moet aanhouden wat betreft spanning en stroom waarop je leds gebruikt. Overigens is het bij wisselspanning ook mogelijk om een condensator te gebruiken in plaats van een weerstand; een condensator is in staat de stroom te begrenzen zonder veel vermogensverlies, wat handig kan zijn in het geval van hoge spanningen waarbij anders zware vermogensweerstanden vereist zouden zijn. De bijbehorende berekeningen zijn echter nog weer een stuk ingewikkelder dan bij gewone weerstanden, en we gaan er hier dan ook niet op in.