Jak obliczyć wartość rezystora dla prostego obwodu LED?

Mam prosty obwód:

Maksymalna wartość znamionowa (prąd) diody LED wynosi 30 mA.

Jak mogę ustalić, jaka powinna być rezystancja rezystora? Korzystając z prawa omowego, stwierdziłem, że jest to . Jednak używając oprogramowania o nazwie Yenka oraz prób i błędów uzyskałem minimalną możliwą rezystancję wynoszącą 36 Ω. Jeśli jednak użyję rezystora 35Ω, dioda LED się zepsuje. Czy oprogramowanie jest nieprawidłowe, czy (bardziej prawdopodobne) robię coś złego?$3V/0.03A = 100 \Omega$

Będziesz musiał sprawdzić arkusz danych lub zmierzyć go, aby dowiedzieć się, ile spadnie napięcia na diodzie LED. Powiedzmy, że to 2 V. Wtedy napięcie na rezystorze jest różnicą między twoim zasilaczem (3 V) - napięcie na diodzie LED (2 V) = 1 V. Aby uzyskać 30 mA przez rezystor (a więc także diodę LED), twój rezystor musi mieć wartość 1 V / 30 mA = 33 Ohm.
Jeśli napięcie diody LED jest niższe, prąd będzie nieco wyższy, ale dioda LED nie powinna pęknąć!

Musisz wziąć pod uwagę diody LED.$V_{F_{typ}}$

Weźmy jako przykład czerwoną diodę LED:

• $I_{F_{max}} = 30mA$
• $V_{F_{typ}} = 1.7V$
• $V_{F_{max}} = 2.1V$
• $V_{R_{max}} = 5V$

Dioda LED i rezystancja (R) są połączone szeregowo. Napięcie źródła (3 V) to suma napięcia na diodzie LED ( ) i napięcia na rezystancji ( ). Aby obliczyć R, musimy znać napięcie na rezystancji. Użyjmy maksymalnego prądu, ale zwykle stosuje się 15 mA.$V_{F_{typ}}$$V_{Res}$

$R = \frac{V_{Res}}{I_{F_{max}}}$

Więc,

$V_{Res} = V - V_{F_{typ}}$

$V_{Res} = 3 - 1.7$

$V_{Res} = 1.3V$

$R = \frac{V_{Res}}{I_{F_{max}}} = \frac{1,3}{0,03} = 43,33\Omega$

Ważne jest również, aby obliczyć rozproszenie mocy w rezystorze:

$P_{res} = V_{res} * I_{F_{max}}$

$P_{res} = 1.3 * 0,03 = 0,039W$ (można użyć W lub W)

Masz już kilka bezpośrednich odpowiedzi, ale oto kilka innych rzeczy do przemyślenia.

Nie podałeś tego wprost, ale zasugerowałeś, że chcesz 30mA przez diodę LED. Czy to naprawdę poprawne? Z pewnością istnieją diody LED i aplikacje, dla których jest to ważne. Nie jest to rozumiane jako przestępstwo, ale jeśli tutaj zadajesz podstawowe pytanie prawa Ohma, prawdopodobnie masz wspólną diodę LED T1 lub T1-3 / 4, która najprawdopodobniej ma wartość 20 mA.

Pomimo tego, jaki jest maksymalny dopuszczalny prąd, musisz rozważyć, jaki jest cel diody LED. Czy to jest oświetlenie? W takim przypadku prawdopodobnie potrzebujesz maksymalnego światła, jakie możesz uzyskać. Jednak twoje zdjęcie sugeruje, że jest to czerwona dioda LED, więc chyba nie. Jeśli jest to tylko wskaźnik, nie musisz go uruchamiać w pobliżu jego maksymalnego prądu, chyba że występują nietypowe okoliczności, takie jak konieczność widoczności w świetle słonecznym. Pełny prąd może sprawić, że wynik będzie niewygodnie jasny jako wskaźnik dla urządzenia wewnętrznego. Zwykle pracuję 5mA przez 20mA LED do użycia wskaźnika.

Czy energia pochodzi z akumulatora? Jeśli tak, prawdopodobnie warto uzyskać bardziej wydajną diodę LED i pracować przy niższym prądzie.

Mój drugi komentarz dotyczy twojego równania: „3 / 0,03 = 100 Ohm”. Uważaj na jednostki. To nie tylko lepiej zakomunikuje twoje intencje, ale sprawi, że bardziej prawdopodobne będzie lepsze myślenie o fizyce leżącej u podstaw. Technicznie twoje równanie jest niepoprawne, ponieważ stosunek dwóch liczb bezwymiarowych nie może dać wartości w omach. Z kontekstu masz na myśli 3 wolty podzielone przez 0,03 ampera = 100 omów.

Chociaż to przynajmniej poprawiłoby to sytuację, zalecam zapisywanie wartości w elektronice w notacji inżynierskiej. Oznacza to, że użyj mocy 1000, tak aby wartość wynosiła co najmniej 1, ale mniej niż 1000, a następnie zastosuj odpowiedni prefiks. W takim przypadku lepiej jest powiedzieć 0,03 ampera jako 30 miliamperów lub 30 mA. Wiem, że może to wydawać się arbitralne i niewygodne dla początkujących, ale warto się uczyć i przyzwyczaić. Po chwili uformujesz sobie w głowie obraz, jakim jest miliamper, mikrowolt, kiloOhm itp. Specjaliści w tej dziedzinie, którzy, jak masz nadzieję, odpowiedzą na twoje pytanie, prawdopodobnie spojrzeli na 0,03 A, a następnie pomyśleli sobie: „Ach, on ma na myśli 30 mA”.

Jestem nowy na tej stronie i jeszcze nie rozumiem odpowiedzi w porównaniu z komentarzami. Próbowałem odpowiedzieć na twój komentarz jako komentarz, ale najwyraźniej mają one niewielki limit znaków.

Umieszczanie jednostek w równaniach jest nie tylko w porządku, ale nie jest w porządku. Twoje „3V / 30mA = 100 Ohm” jest dokładnie tak, jak powinno być zapisane.

Przywołujesz jednak dobry problem z kalkulatorem. Kalkulatory na ogół nie obsługują jednostek. Zasadniczo działają tak, jakby wszystko było wielkością bezwymiarową. W tym miejscu bardzo przydatne staje się wykorzystanie notacji naukowej kalkulatora. Aby obliczyć opór, wykonaj 3 / 30e-3. Wartość z małymi wykładnikami, takimi jak 30e-3, może być łatwo przekonwertowana do 0,030, ale rozważ wykonanie obliczeń przy 22pF. 22e-12 jest dość łatwe do wejścia, ale jaka jest szansa na uzyskanie .000000000022, prawda?