De ce ar trebui să fie conectat LED-ul printr-un rezistor
Banda LED are rezistențe, PCB-urile (unde LED-urile servesc drept indicatori) au rezistențe, chiar și becuri LED - și asta sunt rezistențe. Care este problema? De ce un LED este de obicei conectat printr-un rezistor? Ce este o rezistență pentru un LED?
De fapt, totul este foarte simplu: Un LED are nevoie de foarte puțină tensiune DC pentru a funcționa și dacă aplicați mai mult LED-ul se va arde. Chiar dacă aplicați puțin mai mult, cu 0,2 volți mai mult decât valoarea nominală, resursa LED va începe deja să scadă rapid și foarte curând durata de viață a acestei surse de lumină semiconductoare se va încheia cu lacrimi.
De exemplu, un LED roșu are nevoie de exact 2,0 volți pentru funcționarea normală, în timp ce consumul său de curent este de 20 de miliamperi. Și dacă aplicați 2,2 volți, va exista o defecțiune a joncțiunii p-n.
Pentru diferiți producători de LED-uri, în funcție de semiconductorii utilizați și de tehnologia LED, tensiunea de funcționare poate diferi ușor într-o direcție sau alta. Cu toate acestea, uitați-vă la caracteristica curent-tensiune a unui LED roșu SMD de la un producător binecunoscut, de exemplu:
Aici puteți vedea că deja la 1,9 volți, LED-ul începe să strălucească slab, iar când se aplică exact 2 volți la ieșirile sale, strălucirea se va dovedi a fi destul de strălucitoare, acesta este modul său nominal. Dacă creștem acum tensiunea la 2,1 volți, LED-ul va începe să se supraîncălzească și își va pierde rapid resursele. Și când se aplică mai mult de 2,1 volți, LED-ul se va arde.
Acum să ne amintim Legea lui Ohm pentru o secțiune a unui circuit: curentul din secțiunea circuitului este direct proporțional cu tensiunea de la capetele acestei secțiuni și invers proporțional cu rezistența acesteia:
Prin urmare, dacă avem un curent prin LED egal cu 20 mA cu o tensiune la bornele sale de 2,0 V, atunci care LED are o rezistență în acțiune, pe baza acestei legi? Corect: 2,0 / 0,020 = 100 ohmi. LED-ul în stare de funcționare este echivalent în caracteristicile sale cu un rezistor de 100 ohmi cu o putere de 2 * 0,020 = 40 mW.
Dar ce se întâmplă dacă la bord există doar 5 volți sau 12 volți? Cum să alimentezi un LED cu o tensiune atât de mare, astfel încât să nu se ardă? Iată dezvoltatorii de pretutindeni și au decis că este cel mai convenabil să îl utilizați suplimentar rezistor.
De ce un rezistor? Pentru că este cea mai profitabilă, cea mai economică, cea mai ieftină din punct de vedere al resurselor și al puterii disipate, modalitatea de rezolvare a problemei limitării curentului prin LED.
Deci, dacă există 5 volți disponibili și trebuie să obțineți 2 volți pe un „rezistor” de 100 ohmi, atunci trebuie să împărțiți cei 5 volți între rezistența noastră utilă de strălucire de 100 ohmi (care este acest LED) și un alt rezistor, valoarea nominală. , dintre care acum trebuie calculate pe baza a ceea ce este disponibil:
În acest circuit, curentul este constant, nu variabil, toate elementele sunt liniare în stare staționară, prin urmare curentul din întregul circuit va fi aceeași valoare, în exemplul nostru 20 mA - de asta are nevoie LED-ul. Prin urmare, vom alege un rezistor R1 cu o astfel de valoare încât curentul prin acesta să fie și de 20 mA, iar tensiunea de pe acesta să aibă doar 3 volți, care trebuie pus undeva.
Deci: conform legii lui Ohm I = U / R, deci R = U / I = 3 / 0,02 = 150 Ohmi. Și cum rămâne cu puterea? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. O rezistență de 0,125 W este în regulă, astfel încât să nu se încălzească prea mult. Acum este clar pentru toată lumea care este rezistența pentru LED.
Vezi si: Specificatii LED