Техника
Вопрос про резисторы
Обязательно ли рассчитывать напряжение? Ну допустим, светодиод работает от 2ух вольт, батарейка-3 вольта, что будет если я возьму резистор, который будет «забирать» намного больше энергии, чем нужно, или наоборот меньше. Чувствую себя очень тупым, но не могу пока разобраться в этой теме
Светодиод - прибор токовый Вот отсюда и рассчитывай R=(Uпит-Uсв) \I
Да, обязательно. Напряжение светодиодам указывают только для приблизительного ориентирования. Главный параметр - сила тока.
Если ты возьмешь лампочку накаливания, то к ней можно применять закон Ома в чистом виде (допустим, что мы пренебрежем температурными коэффциентами для начала). То есть, чем больше напряжения ты подашь лампочке, тем более сильный ток будет через нее протекать. Поэтому для лампочки можно указывать либо напряжение, либо ток - и то и другое одинаково информативно, и позволяет рассчитать правильный режим работы лампочки.
Проще говоря, лампочка подчиняется закону как обычное "сопротивление" - чем выше напряжение, тем сильнее ток. График зависимости между ними - пропорциональный.
Светодиод отличается от лампочки тем, что у него эта зависимость ОЧЕНЬ нелинейная. Берем светодиод и начинаем плавно поднимать напряжение на нем. Пока это напряжение не достигнет порога открывания светодиода, ток не течет СОВСЕМ. Напряжение растет - а ток остается нулевым.
Как только нужное напряжение достигнуто, светодиод открывается и начинает течь ток (и соответственно, появляется свечение). Дальнейшее повышение напряжения будет вызывать ДИКИЙ рост силы тока. В десятки, если не сотни раз быстрее! Ты поднимаешь напряжение на 0.1 вольта - а ток подскакивает сразу в несколько раз, понимаешь?
Между тем, именно сила тока является причиной поломок, т. к. ток вызывает нагрев, а полупроводники не выносят высоких температур. Лампочка-то еще могла бы поработать на перегреве, и даже довольно долго. А светодиод при перегреве сразу выходит из строя.
Но поскольку сила тока (причина нагревания) растет во много раз быстрее, чем напряжение, то намного точнее и удобнее обеспечить правильную работу, управляя силой тока, а не напряжением. Понимаешь?
Так вот, если у тебя есть, скажем, светодиоды недорогие, с примерным напряжением, скажем, 3 вольта - ты можешь соединить четыре штуки последовательно и запитать их от 12 вольт. Но стоит напряжению дернуться хотя бы до 12.1 вольта - и сила тока подскочит раза в два-три. Светодиоды запросто могут сдохнуть. Зато если ты соединишь только ТРИ светодиода, а вместо четвертого вставишь обычный резистор - то он сработает как "пружинка", как амортизатор - и сила тока через всю цепочку приобретет намного более спокойную, гладкую зависимость от напряжения. В присутствии этого резистора ты можешь поднять напряжение даже до 20 вольт - и сила тока еще не убьет светодиоды. Резистор выполняет роль "смягчающего фактора", как бы частичной стабилизации тока.
Для примера, выполним расчет по твоим цифрам. У тебя светодиод с ориентировочным напряжением 2 вольта, и номинальной силой тока 20 мА (это довольно типичная сила тока для всех недорогих светодиодов). Мы можем предполагать, что при такой силе тока светодиод посадит на себе где-то около двух вольт. Значит, еще один вольт предстоит посадить на резисторе. И вот только ТЕПЕРЬ - применяем закон Ома: "при напряжении 1 вольт сила тока должна составить 20 мА. Какое нужно сопротивление? 1/0.02=50 Ом". Большая точность не нужна, мы лишь выяснили МАСШТАБ. Ты можешь взять и 40 Ом, можешь и 70 - ничего страшного не будет. Но теперь ты уже не возьмешь ни резистор на 3 ома, ни резистор на 10 килоом, верно? Масштаб известен!
Не мешает заодно проверить и мощность - не будет ли перегреваться сам резистор. Мощность - это произведение силы тока и напряжения. Через резистор будет течь 20 мА, и напряжение на его концах - 1 вольт. Перемножаем - получаем 20 мВт. Даже самые крошечные резисторы рассчитаны на мощность 125 мВт, так что - ничего не будет нагреваться, все хорошо.
Если ты возьмешь лампочку накаливания, то к ней можно применять закон Ома в чистом виде (допустим, что мы пренебрежем температурными коэффциентами для начала). То есть, чем больше напряжения ты подашь лампочке, тем более сильный ток будет через нее протекать. Поэтому для лампочки можно указывать либо напряжение, либо ток - и то и другое одинаково информативно, и позволяет рассчитать правильный режим работы лампочки.
Проще говоря, лампочка подчиняется закону как обычное "сопротивление" - чем выше напряжение, тем сильнее ток. График зависимости между ними - пропорциональный.
Светодиод отличается от лампочки тем, что у него эта зависимость ОЧЕНЬ нелинейная. Берем светодиод и начинаем плавно поднимать напряжение на нем. Пока это напряжение не достигнет порога открывания светодиода, ток не течет СОВСЕМ. Напряжение растет - а ток остается нулевым.
Как только нужное напряжение достигнуто, светодиод открывается и начинает течь ток (и соответственно, появляется свечение). Дальнейшее повышение напряжения будет вызывать ДИКИЙ рост силы тока. В десятки, если не сотни раз быстрее! Ты поднимаешь напряжение на 0.1 вольта - а ток подскакивает сразу в несколько раз, понимаешь?
Между тем, именно сила тока является причиной поломок, т. к. ток вызывает нагрев, а полупроводники не выносят высоких температур. Лампочка-то еще могла бы поработать на перегреве, и даже довольно долго. А светодиод при перегреве сразу выходит из строя.
Но поскольку сила тока (причина нагревания) растет во много раз быстрее, чем напряжение, то намного точнее и удобнее обеспечить правильную работу, управляя силой тока, а не напряжением. Понимаешь?
Так вот, если у тебя есть, скажем, светодиоды недорогие, с примерным напряжением, скажем, 3 вольта - ты можешь соединить четыре штуки последовательно и запитать их от 12 вольт. Но стоит напряжению дернуться хотя бы до 12.1 вольта - и сила тока подскочит раза в два-три. Светодиоды запросто могут сдохнуть. Зато если ты соединишь только ТРИ светодиода, а вместо четвертого вставишь обычный резистор - то он сработает как "пружинка", как амортизатор - и сила тока через всю цепочку приобретет намного более спокойную, гладкую зависимость от напряжения. В присутствии этого резистора ты можешь поднять напряжение даже до 20 вольт - и сила тока еще не убьет светодиоды. Резистор выполняет роль "смягчающего фактора", как бы частичной стабилизации тока.
Для примера, выполним расчет по твоим цифрам. У тебя светодиод с ориентировочным напряжением 2 вольта, и номинальной силой тока 20 мА (это довольно типичная сила тока для всех недорогих светодиодов). Мы можем предполагать, что при такой силе тока светодиод посадит на себе где-то около двух вольт. Значит, еще один вольт предстоит посадить на резисторе. И вот только ТЕПЕРЬ - применяем закон Ома: "при напряжении 1 вольт сила тока должна составить 20 мА. Какое нужно сопротивление? 1/0.02=50 Ом". Большая точность не нужна, мы лишь выяснили МАСШТАБ. Ты можешь взять и 40 Ом, можешь и 70 - ничего страшного не будет. Но теперь ты уже не возьмешь ни резистор на 3 ома, ни резистор на 10 килоом, верно? Масштаб известен!
Не мешает заодно проверить и мощность - не будет ли перегреваться сам резистор. Мощность - это произведение силы тока и напряжения. Через резистор будет течь 20 мА, и напряжение на его концах - 1 вольт. Перемножаем - получаем 20 мВт. Даже самые крошечные резисторы рассчитаны на мощность 125 мВт, так что - ничего не будет нагреваться, все хорошо.
Можно, но смысла в случае с разностью вольт в 1v не имеется так как светодиоды имеют большой допуск по напряжению
В светодиод будет поступать меньше тока -> он будет гореть тусклее.
Похожие вопросы
- Вопрос про резисторы
- Вопрос о резисторах.
- Вопрос по резисторам.
- Вопрос про мощность резисторов.
- Почему в схеме при выделяемой мощности на резисторе 2.5 ватта.
- Расчёт резистора для светодиода. Существует ли разница в методике расчета в зависимости от количества светодиодов?
- Можно ли "собрать" нужный мне резистор из тех, что у меня есть?
- Греются резисторы
- Расчет резисторов для светодиодов.
- Как правильно подобрать резистор к светодиоду?
а если резистор будет забирать меньше энергии чем нужно
то светодиод перегорит