حساب دائرة LED. نحسب المقاوم لمصباح LED والمحرك ومكثف التبريد

تعليمات

حدد التصنيف الحاليبقيادة التجربة أمر مستحيل. يجب طلب معلمة الجهاز من البائع عند شرائه. إذا كان نوع الصمام الثنائي معروفًا ، فقم بإدخاله في أي محرك بحث - هناك احتمال أن تكون هناك بيانات مرجعية له ، بما في ذلك التيار المقدر.

إذا لم تكن هناك بيانات على مؤشر LED ، فيمكننا أن نفترض أن الجهاز في علبة نوع SMD له تيار مُقدر 3 مللي أمبير ، لجهاز دائري بقطر 3 مم - 5 مللي أمبير ، لقسم مستطيل 3 × 5 مم - 10 مللي أمبير ، لجولة دائرية بقطر 5 أو 10 مم - 20 مللي أمبير.

يعتمد انخفاض الجهد عبر مؤشر LED على لونه. بالنسبة للأشعة تحت الحمراء ، يكون 1.2 فولت ، للأحمر - 1.8 ، للأخضر - 2.2 ، للأزرق والأبيض والبنفسجي - من 3 إلى 4.

حدد انخفاض الجهد عبر المقاوم المحدد الحالي باستخدام الصيغة التالية: Ur = Up-Ud ، حيث:

أعلى - جهد إمداد الطاقة ، V ؛
Ud - انخفاض الجهد عبر الصمام ، V.

لكي يحسب مقاومةالمقاوم ، استخدم قانون أوم. قبل الحساب ، قم بتحويل التيار الاسمي لمصباح LED إلى أمبير ، حيث تقسم قيمته ، معبرًا عنها بالمللي أمبير ، على 1000. على سبيل المثال ، 20 مللي أمبير \ u003d 0.02 أ. ثم حدد قيمة المقاوم باستخدام الصيغة التالية: R \ u003d Ur / Inom ، حيث:
R هي المقاومة المرغوبة للمقاوم ، أوم ،
Ur - انخفاض الجهد عبر المقاوم ، محسوبًا وفقًا للصيغة السابقة ، V ؛
Inom - التيار المقدر لمصباح LED ، أ.

العملية الأخيرة هي حساب قوة المقاوم. للقيام بذلك ، قم بضرب انخفاض الجهد عبر المقاوم بالتيار المتدفق خلاله (تم تحويله سابقًا إلى أمبير): P \ u003d Ur * Inom ، حيث:
Ur - انخفاض الجهد عبر المقاوم ، V ؛
Inom - التيار المقنن لمصباح LED ، أ. من الممكن استخدام المقاوم بقوة أكبر ، لكن من المستحيل استخدام مقاوم أصغر.

لزيادة الكفاءة الإجمالية للنظام عندما يكون جهد الإمداد مرتفعًا جدًا ، يمكن توصيل مصابيح LED ذات نفس التيار المقنن في سلسلة بحيث تمثل هذه السلسلة حوالي 2/3 من جهد الإمداد ، وحوالي 1/3 للمقاوم. في هذه الحالة ، قبل إجراء الحساب ، يجب إضافة الفولتية الاسمية للديودات.

LED هو جهاز أشباه الموصلات دخل حياتنا بثبات وبدأ ببطء في استبدال مصابيح الإضاءة التقليدية. تتميز باستهلاك منخفض للطاقة وصغر حجمها ، مما يؤثر بشكل إيجابي على مجالات التطبيق.

تعليمات

تذكر أن أي LED متصل بالشبكة يجب أن يحتوي على مقاوم متصل في سلسلة ، وهو أمر ضروري للحد من كمية التيار المتدفق عبر جهاز أشباه الموصلات. خلاف ذلك ، هناك احتمال كبير أن LED يمكن أن يفشل بسرعة.

لذلك ، قبل تجميع دائرة تحتوي على مصابيح LED ، احسب بعناية قيمة المقاومة ، والتي تُعرّف على أنها الفرق بين جهد الإمداد والجهد الأمامي ، والذي يتم حسابه لنوع معين من الصمام الثنائي. يتراوح من 2 إلى 4 فولت. اقسم الفرق الناتج على تيار الجهاز ونتيجة لذلك احصل على القيمة المطلوبة.

تذكر أنه إذا لم تتمكن من تحديد قيمة المقاومة بدقة ، فمن الأفضل أن تأخذ المقاوم بقيمة أكبر قليلاً من القيمة المطلوبة. بالكاد ستلاحظ الفرق ، لأن سطوع الضوء المنبعث سينخفض بمقدار جزء ضئيل. أيضًا ، يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم ، حيث يجب تقسيم الجهد المتدفق عبر الصمام الثنائي على التيار.

عند توصيل عدة مصابيح LED متسلسلة في وقت واحد ، من الضروري أيضًا ضبط المقاومة ، والتي يتم حسابها بطريقة مماثلة. تذكر أن إجمالي الجهد من جميع الثنائيات يؤخذ هنا ، والذي يؤخذ في الاعتبار في صيغة تحديد معلمات المقاوم.

لا تنس أيضًا أنه ممنوع توصيل مصابيح LED بالتوازي من خلال مقاوم واحد. هذا يرجع إلى حقيقة أن جميع الأجهزة لها انتشار مختلف للمعلمات ، وسوف يتوهج أحد الثنائيات بشكل أكثر إشراقًا ، وبالتالي ، سوف تمر كمية كبيرة من التيار عبره. في النهاية ، سيؤدي ذلك إلى فشلها. لذلك ، متى اتصال موازيةاضبط المقاومة لكل LED على حدة.

اليوم ، تُستخدم مصابيح LED في كل مكان: كمؤشرات وعناصر إضاءة وفي مصابيح يدوية وحتى إشارات مرور. هناك الآلاف من طرز هذه الأجهزة. على أساسها في المنزل ، يمكنك بسهولة تجميع الأجهزة المسلية. تُباع مصابيح LED بحرية في متاجر قطع غيار أجهزة الراديو. على عكس المصابيح المتوهجة ، لا يمكن توصيلها مباشرة بمصدر حالي - تفشل مصابيح LED. أنت بحاجة إلى المقاوم المحدد. لذا فإن السؤال هو كيف نحسب مقاومةإلى قاديرتفع مباشرة قبل استخدامه.

سوف تحتاج

كتاب مرجعي عن أجهزة أشباه الموصلات الباعثة للضوء ، ومعرفة قيم المقاوم القياسية (سلسلة E6 ، E12 ، E24 ، E48) ، أو الوصول إلى الإنترنت للحصول على البيانات اللازمة. قطعة من الورق بقلم حبر أو آلة حاسبة.

تعليمات

تعرف على المعلمات الكهربائية لمصباح LED المستخدم. لحساب مقاومة المقاوم ، تحتاج إلى معرفة الجهد الأمامي والتيار المقنن للجهاز. معرفة النموذج ، في الدليل أو على الإنترنت ، والعثور على المعلمات المطلوبة. احفظ أو اكتب معانيها.

حدد جهد مصدر الطاقة الذي سيتم تشغيل LED منه. إذا كنت تنوي استخدام الخلايا أو البطاريات الجلفانية كمصدر للطاقة ، فاكتشف ذلك الفولطية. إذا كان سيتم تشغيل LED بواسطة دوائر ذات انتشار جهد كبير (على سبيل المثال ، مصدر طاقة السيارة) ، فحدد أقصى جهد ممكن للدائرة.

احسب مقاومةإلى قاد. احسب R = (Vs - Vd) / I ، حيث Vs هو جهد إمداد الطاقة ، Vd هو الجهد الأمامي لمصباح LED ، وأنا هو تياره المقنن. حدد أقرب قيمة مقاومة أعلى في أحد نطاقات المقاومة الاسمية. من المنطقي استخدام سلسلة E12. التسامح في معدلات المقاومة لهذه السلسلة هو 10٪. لذلك ، إذا كانت القيمة المحسوبة للمقاومة R = 1011 أوم ، فيجب اختيار قيمة 1200 أوم كمقاومة حقيقية.

احسب الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لمقاوم التخميد. احسب القيمة باستخدام الصيغة P = (Vs - Vd) ² / R. قيم المتغيرين Vs و Vd هي نفس قيم الخطوة السابقة. قيمة R هي مقاومةمحسوبة في وقت سابق.

ملاحظة

لا تقم بتوصيل مصابيح LED بالتوازي باستخدام مقاوم تبريد واحد. نظرًا للاختلاف الطبيعي في معلمات الأجهزة ، سيكون لبعضها حمولة متزايدة ، مما قد يؤدي إلى فشلها.

نصيحة مفيدة

إذا لم يكن نموذج LED معروفًا ، فيمكن استخدام المقاوم المتغير لتحديد القيمة المطلوبة بشكل تجريبي.

مصادر:

كيفية حساب المقاوم ليد

عند العمل بأجهزة مزودة بمولدات ، غالبًا ما يكون من الضروري تحديد قيمة التفاعل الحثي. السبب الأساسي لذلك ، بالطبع ، هو الانهيار ، ولكن سيتعين عليك البحث عن القيمة حتى لو قررت توصيل بعض الأجهزة الإضافية.

تعليمات

استقرائية مقاومةيتم تشكيل X (L) نتيجة لتغيير في المجالات الكهرومغناطيسية ( القوة الدافعة الكهربائية) الاستقراء الذاتي في عنصر منفصل دائرة كهربائية. لذلك ، في اتجاه التيار المتنامي من المولد ، يتم توجيه تيار الحث الذاتي للملف ، والذي يتشكل تحت تأثير التغيير في كل من نفسه وفيه حقل مغناطيسي. تتفاعل هاتان القوتان وتعارضان بعضهما البعض. استقرائية مقاومة- وهناك معارضة لتيارات الحث الذاتي للملف والمولد.

تُستخدم مصابيح LED الآن في جميع مجالات النشاط البشري تقريبًا. ولكن ، على الرغم من ذلك ، بالنسبة لمعظم المستهلكين العاديين ، من غير الواضح تمامًا لماذا وما هي القوانين التي تنطبق عندما تعمل مصابيح LED. إذا أراد مثل هذا الشخص ترتيب الإضاءة من خلال هذه الأجهزة ، فلا يمكن تجنب العديد من الأسئلة والبحث عن حلول للمشكلات. والسؤال الرئيسي سيكون - "أي نوع من هذا - المقاومات ، ولماذا تحتاجها مصابيح LED؟"

المقاوم أحد المكونات الشبكة الكهربائية ، التي تتميز بسلبيتها ، وفي أحسن الأحوال تتميز بمؤشر لمقاومة التيار الكهربائي. أي ، في أي وقت لمثل هذا الجهاز ، يجب أن يكون قانون أوم ساريًا.

الغرض الرئيسي من الأجهزة هو القدرة على المقاومة بقوة التيار الكهربائي. بفضل هذه الجودة ، المقاومات تستخدم على نطاق واسعإذا لزم الأمر ، أجهزة الإضاءة الاصطناعية ، بما في ذلك استخدام المصابيح.

لماذا يلزم استخدام المقاومات في حالة إضاءة LED؟

يعرف معظم المستهلكين أن المصباح المتوهج العادي يعطي الضوء عندما يتم توصيله مباشرة بنوع من مصادر الطاقة. يمكن أن يعمل المصباح لفترة طويلة ولا يحترق إلا عندما يتم تسخين الفتيل المتوهج بشكل مفرط بسبب إمداد الجهد العالي جدًا. في هذه الحالة ، يقوم المصباح الكهربائي ، بطريقة ما ، بتنفيذ وظيفة المقاوم ، لأن مرور التيار الكهربائي خلاله صعب ، ولكن كلما زاد الجهد المطبق ، كان من الأسهل للتيار التغلب على مقاومة المقاومة. لمبة. بالطبع ، من المستحيل وضع مثل هذا الجزء المعقد من أشباه الموصلات مثل LED والمصباح المتوهج العادي في صف واحد.

من المهم معرفة أن LED - من هذا القبيل الأجهزة الكهربائية ، للعمل الذي يفضل عدم التيار نفسه ، ولكن الجهد المتاح في الشبكة. على سبيل المثال ، إذا تم تحديد مثل هذا الجهاز الجهد 1.8يتعلق الأمر بـ V و 2 V ، ومن ثم ، على الأرجح ، سوف يحترق - إذا لم يتم تقليل الجهد في الوقت المناسب إلى المستوى الذي يتطلبه الجهاز. لهذا الغرض بالتحديد ، يلزم وجود المقاوم ، والذي يتم من خلاله تثبيت مصدر الطاقة المستخدم بحيث لا يؤدي الجهد الذي يوفره إلى تعطيل الجهاز.

في هذا الصدد ، من المهم للغاية:

تحديد نوع المقاوم المطلوب ؛
تحديد الحاجة إلى استخدام المقاوم الفردي لجهاز معين ، الأمر الذي يتطلب الحساب ؛
تأخذ في الاعتبار نوع اتصال مصادر الضوء ؛
العدد المخطط لمصابيح LED في نظام الإضاءة.

مخططات الاتصال

مع الترتيب التسلسلي لمصابيح LED ، عندما يتم ترتيبها واحدة تلو الأخرى ، عادةً ما يكون المقاوم الواحد كافيًا إذا كان بإمكانك حساب مقاومته بشكل صحيح. هذا ما يفسره يوجد نفس التيار في الدائرة الكهربائيةفي كل مكان يتم فيه تركيب الأجهزة الكهربائية.

ولكن في حالة الاتصال المتوازي ، يتطلب كل LED المقاوم الخاص به. إذا تم إهمال هذا المطلب ، فسيتعين عندئذٍ سحب كل الجهد بواحد ، يسمى LED "المحدد" ، أي الذي يحتاج إلى أقل جهد. هو ينهار بسرعة كبيرة، بينما سيتم تطبيق الجهد على الجهاز التالي في الدائرة ، والذي سيحترق بنفس الطريقة. مثل هذا التحول في الأحداث غير مقبول ، لذلك ، في حالة الاتصال المتوازي لأي عدد من مصابيح LED ، يلزم استخدام نفس عدد المقاومات ، والتي يتم تحديد خصائصها عن طريق الحساب.

حساب المقاومات لمصابيح LED

مع الفهم الصحيح لفيزياء العملية ، لا يمكن تسمية حساب مقاومة هذه الأجهزة وقوتها بمهمة مستحيلة لا يستطيع الشخص العادي التعامل معها. لحساب المقاومة المطلوبة للمقاومات ، من الضروري مراعاة النقاط التالية:

حساب المقاومات باستخدام آلة حاسبة خاصة

عادة ، يتم حساب مقاومة هذه الأجهزة المطلوبة لأي LED باستخدام الآلات الحاسبة المصممة خصيصًا لهذا الغرض. لا تحتاج هذه الآلات الحاسبة ، المريحة وذات الكفاءة العالية ، إلى التنزيل والتثبيت من مكان ما - فمن الممكن تمامًا حساب المقاوم عبر الإنترنت.

حاسبة المقاوم يسمح بدقة عاليةتحديد الطاقة المطلوبة وقيمة المقاومة للمقاوم المثبت في دائرة LED.

لحساب المقاومة المطلوبة ، من الضروري إدخال الأسطر المقابلة للحاسبة عبر الإنترنت:

جهد إمداد LED ؛
الفولطية المقدرة من الصمام ؛
التصنيف الحالي.

بعد ذلك ، تحتاج إلى تحديد مخطط الاتصال المستخدم ، وكذلك العدد المطلوب من مصابيح LED.

بعد الضغط على الزر المقابل ، يتم إجراء الحساب و يتم عرض البيانات المحسوبة المستلمة على شاشة العرض، والتي يمكن من خلالها تنظيم إضاءة LED صناعية في المستقبل دون صعوبة كبيرة.

يوجد أيضًا في الآلات الحاسبة عبر الإنترنت بعض قواعد البيانات التي تحتوي على بيانات حول مصابيح LED ومعلماتها. إمكانية حساب:

تسمية الجهاز
وسم اللون
التيار الذي تستهلكه الدائرة ؛
تبدد القوة.

لن يتمكن الشخص الذي ليس على دراية كبيرة بالكهرباء والفيزياء ، في معظم الحالات ، من حساب أجهزة LED بشكل مستقل. لهذا السبب ، فإن إجراء العمليات الحسابية باستخدام آلة حاسبة عملية ومريحة على الإنترنت هو مساعدة لا تقدر بثمن ل الناس العاديين الذين لا يعرفون منهجية الحسابات باستخدام الصيغ الفيزيائية.

معظم الشركات المصنعة المعروفة لمصابيح LED والأشرطة التي تم إنشاؤها على أساسها ، على مواقعها الإلكترونية الرسمية نشر الآلة الحاسبة الخاصة بهم على الإنترنت، والتي لا يمكنك من خلالها تحديد المقاومات ومصابيح LED المطلوبة فحسب ، بل يمكنك أيضًا حساب معلمات الأجهزة الحالية المستخدمة في أوضاع التشغيل المختلفة بقيم متغيرة للتيار ودرجة الحرارة والجهد المطبق وما إلى ذلك.

سنبدأ اليوم باستكشاف عنصر جديد ، وهو LED. يتم جمع المعلومات الأساسية حول LED في مقال منفصل.

يحتوي LED ، بشكل أساسي ، على ناتجين: الإخراج الطويل (الأنود) متصل بإضافات مصدر الطاقة ، والإخراج الأقصر (الكاثود) إلى الطرح. لن يتوهج المصباح المتصل بالاتجاه المعاكس ، وإلى جانب ذلك ، إذا تم تجاوز جهد معين ، فقد يحترق.

من أين يجب أن تبدأ عند العمل بمصباح LED؟ من وجهة نظر المعايير الفنيةلمصباح LED محدد! في بعض الأحيان ، يمكن أيضًا الحصول على المعلومات التي نحتاجها عند الشراء من متجر. ماذا نحتاج ان نعرف؟ ما نبحث عنه هو التيار الأمامي والجهد الأمامي.

بالنسبة لمصباح LED ، فإن الشيء الرئيسي هو التيار المحدد بشكل صحيح ، لأنه يؤثر بشكل مباشر على عمر LED. لذلك ، نقول أن LED هو عنصر مدعوم بشيء ما كوم (لا الجهد!).

عند فحص ورقة البيانات لمصابيح LED أحادية اللون مقاس 5 مم ، هذا ما تم العثور عليه:

الصمام الأحمر: 20mA / 2.1V
الصمام الأخضر: 20mA / 2.2V
الصمام الأصفر: 20mA / 2.2V
الصمام البرتقالي: 25mA / 2.1V
أزرق مؤشر ليد: 20 مللي أمبير / 3.2 فولت
LED أبيض: 25 مللي أمبير / 3.4 فولت

(قد تختلف معلمات LED اختلافًا طفيفًا اعتمادًا على المثيل والشركة المصنعة لمصابيح LED)

مصدر الطاقة لدينا ، كما في التدريبات السابقة ، عبارة عن كاسيت مكون من 4 بطاريات ، يعطي جهدًا يبلغ حوالي 6 فولت. الآن السؤال الذي يطرح نفسه: كيفية اختيار المقاوم للحد من تيار LED الأحمر ، متصلاً وفقًا للرسم التخطيطي التالي:

توفر بطاريتنا جهدًا يبلغ حوالي 6 فولت. يحتاج المصباح الأحمر إلى تيار يبلغ حوالي 20 مللي أمبير. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار انخفاض الجهد عبر هذا LED ، أي 2.1 فولت:

U R1 = U B1 - U D1

U R1 \ u003d 6V - 2.1V

الآن يكفي استبدال بياناتنا في الصيغة:

R1 = 3.9 فولت / 20 مللي أمبير

R1 = 3.9 فولت / 0.02 أمبير

حتى هنا بطريقة بسيطةحسبنا قيمة المقاوم R1 لمصباح LED الأحمر ، والذي يجب أن يكون له مقاومة لا تقل عن 195 أوم. لكنك لن تكون قادرًا على العثور على مثل هذه الفئة! ماذا تفعل في هذه الحالة؟ من الضروري أن تأخذ من مقاوم أكبر ، ولكن بأقرب مقاومة ممكنة.

أقرب المقاوم في السلسلة الاسمية هو 200 أوم المقاوم ، وهذا ما يجب أن نستخدمه في دائرتنا. لماذا ا؟ بالطبع ، لا شيء يمنعنا من استخدام المقاوم المزيد من المقاومة، على سبيل المثال ، 470 أوم ، 2.2 كيلو أوم ... ولكن كيف سيؤثر ذلك على توهج LED الخاص بنا؟ دعونا تحقق!

بالطبع ، هذا غير ملحوظ في الصورة ، لكن LED يضيء بشكل ساطع للغاية بمقاوم 200 أوم. ولكن ماذا يحدث إذا استبدلنا المقاوم بآخر بمقاومة أعلى ، على سبيل المثال ، 470 أوم؟ لا يزال مؤشر LED قيد التشغيل. ثم سنزيد المقاومة بالتتابع: 2.2 kOhm ، 3.9 kOhm ، 4.7 kOhm ... يرجى ملاحظة أنه مع زيادة مقاومة المقاوم ، يضيء مؤشر LED بشكل أضعف وأضعف حتى لا يتوقف في النهاية عن التوهج على الإطلاق.

ملاحظة أخرى حول المزايا - تحتاج إلى استخدام المقاومات أكثر قليلاً مما تتبعه من الحسابات (على سبيل المثال ، 210 أوم بدلاً من 200 أوم). لماذا ا؟ ربما لاحظت أنه بالنسبة للحسابات التي أخذناها الجهد الاسمي لبطاريتنا ، في الواقع ، يمكن أن تعطي البطاريات الجديدة جهدًا أعلى وبالتالي قد تكون مقاومة المقاوم غير كافية. سيكون التيار على LED أعلى من اللازم ، مما سيؤثر في النهاية على عمر الخدمة.

مثال آخر من الحياة (أو بالأحرى من التعليمات). كيف تختار مقاومًا لدائرة (في السيارة) يتم فيها توصيل مصباحي LED أحمر في سلسلة (تيار أمامي 20 مللي أمبير ، جهد أمامي 2.1 فولت)؟

نحسب قيمة المقاومة للمقاوم R1 بنفس الطريقة كما في المثال أعلاه ، مع الاختلاف الوحيد عن الجهد شبكة على متن الطائرةالسيارة (14 فولت) ، من الضروري طرح انخفاض الجهد على كل من الثنائيات D1 و D2:

U R1 = U E1 - U D1 - U D2

U R1 \ u003d 14V - 2.1V - 2.1V

الآن دعنا نعوض البيانات في الصيغة:

R1 = 9.8 فولت / 20 مللي أمبير

R1 = 9.8 فولت / 0.02 أمبير

يجب أن يتمتع المقاوم R1 ، الذي يتصل به مصباحان أحمران على التوالي ، بمقاومة لا تقل عن 490 أوم. الأقرب في السلسلة هو المقاوم 510 أوم. إذا لم يكن لديك مقاوم 510 أوم ، فتذكر أنه يمكنك توصيل عدة مقاومات في سلسلة ، على سبيل المثال مقاومات 5 × 100 أوم.

هل يمكننا توصيل 5 مصابيح LED أخرى متسلسلة في هذه الدائرة؟ لا! يوجد بعض الانخفاض في الجهد عبر كل من مصابيح LED المتصلة ، بمعنى آخر يستهلك كل منها قدرًا من الجهد ، على سبيل المثال ، يحتاج كل مؤشر LED أحمر إلى 2.1 فولت. من السهل حساب أن بطاريتنا غير قادرة على توفير مثل هذا الجهد:

14 فولت< 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В+ 2,1В + 2,1В

14 فولت< 14,7В

يشير المثال أعلاه إلى دائرة مركبة في السيارة ، حيث يكون مصدر الجهد 14 فولت.

سيتعامل المثال التالي مع التوصيل المتوازي لمصابيح LED ، كما هو موضح في الشكل التالي:

هذه المرة ، لنفترض أن LED D1 أحمر (تيار أمامي 20 مللي أمبير ، جهد أمامي حوالي 2.1 فولت) ومصباح LED D2 أبيض (تيار أمامي 25 مللي أمبير ، جهد أمامي 3.4 فولت).

من قانون كيرشوف الأول ، نعلم أن:

أنا = 20mA + 25mA

عند توصيل مصابيح LED بالتوازي مع مصدر طاقة ، تذكر أن كل LED يجب أن يكون له المقاوم الخاص به! الآن دعونا نحسب انخفاض الجهد عبر كل من المقاومات:

U R 1 = U B 1 - U D 1

U R1 \ u003d 6V - 2.1V

U R 2 \ u003d U B 1 - U D 2

U R2 \ u003d 6V - 3.4V

نعرف التيار والجهد ، فلنحسب المقاومة:

R1 = U R 1 / I 1

R1 = 3.9 فولت / 20 مللي أمبير

R1 = 3.9 فولت / 0.02 أمبير

R2 = 2.6 فولت / 25 مللي أمبير

R2 = 2.6 فولت / 0.025 أمبير

يجب أن يتمتع المقاوم R1 بمقاومة لا تقل عن 195 أوم (أقرب مقاوم في الصف الاسمي هو 200 أوم) ، ويجب أن يتمتع المقاوم R2 بمقاومة لا تقل عن 104 أوم (أقرب مقاوم في السلسلة سيكون 120 أوم).

ما هي أفضل طريقة لتوصيل مصابيح LED: بالتسلسل أم بالتوازي؟ الإجابة ليست بسيطة ، لأن كلا الخيارين لهما إيجابيات وسلبيات:

نوع اتصال LED
تسلسلي	موازى
واحد يكفي لجميع المصابيح المقاوم	يجب أن يكون لكل LED المقاوم الخاص به
يؤدي إلى تلف أحد الصمامات قم بإيقاف تشغيل سلسلة مصابيح LED بأكملها	في حالة تلف واحد أو أكثر من مصابيح LED ، سوف تتوهج مصابيح LED المتبقية
تيار منخفض	يزداد التيار في الدائرة مع كل مؤشر LED لاحق (تيار يتم تلخيص كل فرع)
مطلوب جهد إمداد طاقة أعلى مع الأخذ في الاعتبار انخفاض الجهد عبر كل من المصابيح	يمكن أن يكون جهد الإمداد في الدائرة قليل

في نهاية الدرس ، ضع في اعتبارك نوعًا شائعًا آخر - مصابيح LED قوية. بفضلهم ، يمكننا الحصول على ضوء ساطع. تُستخدم مصابيح LED القوية ، على سبيل المثال ، في السيارات ، لذا فإن المثال التالي سيتعامل بشكل خاص مع مشكلة التثبيت مصابيح LED قويةفي السيارة.

الجهد في شبكة السيارة 14 فولت. يحتوي مصباح LED عالي الطاقة على تيار أمامي يبلغ 350 مللي أمبير وانخفاض الجهد يبلغ 3.3 فولت. احسب المقاومة لمصباح LED قوي كما فعلنا أعلاه:

U R1 = U E1 - U D1

U R1 = 14 فولت - 3.3 فولت

R1 = U R1 / I
R1 = 10.7 فولت / 350 مللي أمبير
R1 = 31 أوم

على سبيل المثال ، تحتاج إلى تحديد مقاوم لا يقل عن 31 أوم. تكمن المشكلة في أن LED القوي ، كما يشير الاسم نفسه ، لديه الكثير من القوة هنا أيضًا. المقاوم التقليديغير كافية. بالإضافة إلى المقاومة المناسبة ، يجب أن يكون للمقاوم قوة تصنيف مناسبة ، أي القوة المسموح بها التي يتم إطلاقها على المقاوم أثناء تشغيله.

تذكر أن الغرض الرئيسي من المقاوم هو مقاومة التيار. مع المقاومة ، ستتولد الحرارة دائمًا بدرجة أو بأخرى. قد يؤدي الكثير من الطاقة إلى إتلاف المقاوم.
يتم حساب القوة باستخدام الصيغة التالية:

P = 10.7 فولت × 350 مللي أمبير

القوة الاسمية للمقاوم لدينا هي 3.7 واط على الأقل. لهذا السبب ، سوف تحترق مقاوماتنا القياسية 0.25 واط بسرعة. في المثال أعلاه ، سيتم استخدام المقاوم 5W ، ولكن الحل الأفضل هو استخدام مقاومات 5W متعددة متصلة في سلسلة أو على التوازي. لماذا ا؟ والسبب هو أن المقاومات لا تبدد الحرارة جيدًا (فقط بسبب شكلها) ، واستخدام مقاومات متعددة في وقت واحد سيزيد من مساحة السطح الكلية التي من خلالها تتبدد الحرارة.

عند اختيار المقاوم لمصباح LED عالي الطاقة ، من الضروري أيضًا مراعاة الزيادة الكبيرة في درجة حرارة مؤشر LED نفسه ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير في التيار الأمامي. لذلك ، من الأفضل أن تأخذ مقاومًا أكبر ، مما يضمن التشغيل المستقر لمصباح LED مع زيادة التيار الأمامي بسبب تسخينه أثناء التشغيل.

ولكن من الناحية العملية ، تُستخدم المثبتات الحالية لتشغيل مصابيح LED عالية الطاقة ، والتي ستتم مناقشتها في الدروس اللاحقة.

تتمثل القاعدة العامة عند اختيار المقاوم (المقاومين) لمصابيح LED في استخدام مقاومة أعلى قليلاً مما تقترحه القيمة المحسوبة. من الأفضل قياس التيار الأمامي وانخفاض الجهد المتدفق عبر LED بمقياس متعدد من أجل مراعاة المعلمات الحقيقية لمصباح LED معين في الحسابات.

يواجه الكثيرون الحاجة إلى اختيار مقاوم محدد لمصابيح LED ، عند تنظيم إضاءة إضافية في السيارة.
انا اقترح تقنية بسيطةحساب القيمة الاسمية وقوة المقاوم.

حساب معدل وقوة المقاوم الواحد:

1) نجد (قياس) الاستهلاك الحالي لمصباح LED واحد.
تيار الاستهلاك الصمام الساطعيساوي 10 ... 15 مللي أمبير (أو 0.01 ... 0.015 أ).

2) جهد الإمداد لمصباح LED ساطع هو 2.5 ... 3 فولت ، و الجهد على متن الطائرةفي السيارة يصل إلى 16 فولت.
لذلك من الضروري تعويض فرق الجهد بما يعادل:

3) من قانون أوم نجد قيمة المقاوم المحدد:
Rolimit \ u003d Udif / Icons sv \ u003d 13.5 / 0.01 \ u003d 1350 أوم.
يتم تقريب قيمة المقاومة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية. اختر قيمة 1500 أوم أو 1.5 كيلو أوم.
إذا اخترت تصنيفًا أقل من المعدل المحسوب (1.2 كيلو أوم) ، فيمكن تقليل عمر LED بشكل ملحوظ.

4) تم العثور على قوة المقاوم المحدد من خلال الصيغة:
Pogr \ u003d Rlim * Icons sv * Icons sv \ u003d 1500 * 0.01 * 0.01 \ u003d 0.15 W.
يتم تقريب قيمة الطاقة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية (0.125 واط ، 0.25 واط ، 0.5 واط ، 1 واط ، 2 واط ، 3 واط) لأعلى. نختار قوة 0.25 واط.
إذا حددت طاقة أقل من القوة المحسوبة ، فسيبدأ المقاوم في التسخين والاحتراق بمرور الوقت.

نتيجة الحساب:نختار مقاومًا بقيمة اسمية 1.5 كيلو أوم وقوة 0.25 واط.

اتصال متوازي للمقاومات:
في اتصال موازيةالجهد في الدائرة ثابت ، والتيار الإجمالي يساوي مجموع الاستهلاك الحالي لمصابيح LED.

1) ابحث عن الاستهلاك الحالي لمصابيح LED المتصلة بالتوازي.
إجمالي Ipot \ u003d Nsv * Ipoms sv \ u003d 3 * 0.01 \ u003d 0.03 A.

2) أوجد فرق الجهد:
Udiff \ u003d Upit board - Upit sv \ u003d 16 - 2.5 \ u003d 13.5 V.

3) أوجد قيمة المقاوم المحدد:
Rlim = إجمالي Udif / Ipot = 13.5 / 0.03 = 450 أوم.
يتم تقريب قيمة المقاومة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية. نختار قيمة 470 أوم.

4) أوجد قوة المقاوم المحدد:
Pogr \ u003d Rlim * إجمالي Ipot * إجمالي Ipom \ u003d 470 * 0.03 * 0.03 \ u003d 0.423 W.
يتم تقريب قيمة الطاقة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية لأعلى. نختار قوة 0.5 واط.

نتيجة الحساب:نختار مقاومًا بقيمة اسمية تبلغ 470 أوم و قوة 0.5الثلاثاء

سلسلة توصيل المقاومات:
في اتصال تسلسليالتيار في الدائرة ثابت ، والجهد الإجمالي يساوي مجموع الفولتية الإمداد لمصابيح LED.

1) نجد جهد إمداد المصابيح المتصلة في سلسلة.
حتى مشترك \ u003d Nsv * Upit sv \ u003d 3 * 2.5 \ u003d 7.5 V.

2) أوجد فرق الجهد:
Udiff \ u003d Upit board - إجمالي Upit \ u003d 16 - 7.5 \ u003d 8.5 V.

2) أوجد قيمة المقاوم المحدد:
Rlim \ u003d Udif / Icon sv \ u003d 8.5 / 0.01 \ u003d 850 أوم.
يتم تقريب قيمة المقاومة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية. نختار قيمة 910 أوم.

3) تم العثور على قوة المقاوم المحدد من خلال الصيغة:
Pogr \ u003d Rlim * Icons sv * Icons sv \ u003d 910 * 0.01 * 0.01 \ u003d 0.091 W.
يتم تقريب قيمة الطاقة الناتجة إلى أقرب قيمة قياسية لأعلى. نختار قوة 0.125 واط.

نتيجة الحساب:نختار مقاومًا بقيمة اسمية 910 أوم وقوة 0.125 واط.

لكونه جهاز أشباه موصلات ، فإنه يتميز بخاصية جهد التيار غير الخطي (CVC) ؛ اعتماد التيار على الجهد أسي. حتى الزيادة الطفيفة في جهد الإمداد يمكن أن تتسبب في ظهور تيار يمكنه تعطيل مؤشر LED (المشار إليه فيما يلي باسم LED).

لذلك ، للحد من التيار ، يتم استخدام المقاوم التقليدي كصابورة تبريد ، ويعتمد تشغيل LED وعمر خدمته على الحساب الصحيح للمقاومة.

مع جهد إمداد يتجاوز نطاق جهد التشغيل ، قد يحترق مؤشر LED ببساطة ، مع عدم تقديره ، إما أن يضيء "بفتور" أو لا يعمل على الإطلاق.

LED المقاوم المقاوم حاسبة

يمكن استخدام الآلة الحاسبة لحساب قيمة المقاوم لواحد أو أكثر ، المصابيح المتصلة في سلسلة (!). يتم تحديد قيمة المقاومة للمقاومة من أقرب قيمة أكبرصف قياسي.

عند الحساب على الآلة الحاسبة المقترحة ، يتم استخدام البيانات الأولية مثل عدد مصابيح LED في الدائرة والدائرة لإدراجها ، وكذلك الجهد الأمامي ، وتيار LED وقيمة جهد الإمداد.

لتحديد الجهد والتيار المباشر للـ LED في حالة عدم وجود الوثائق الفنيةيمكن تحديد الجهد الأمامي بناءً على لون توهج الصمام الثنائي (انظر الجدول أدناه). لاحظ أن قيم الجهد الأمامي الواردة في الجدول ستكون صحيحة لمصابيح LED المقدرة عند 20 مللي أمبير.

مخططات اتصال LED

إذا ل اتصال تسلسليعدة مصابيح LED لمصدر الطاقة ، مقاوم واحد يكفي للحد من التيار ، ثم متى اتصال موازيةيجب أن نتجنب استخدام مقاوم تخميد واحد (انظر الرسوم البيانية).

ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه ، بسبب اختلاف بسيط في المقاومة الذاتية لمصابيح LED ، من أجل التشغيل الصحيح لكل منها ، يلزم وجود قيمة جهد فردي.

خلاف ذلك ، سوف يتوهج واحد أو أكثر من مصابيح LED بشكل ملحوظ أكثر من المصابيح الأخرى ، وتستهلك ، على التوالي ، أكثر حداثةوهو أمر محفوف بتسريع عملية تحلل بلورات الصمام الثنائي وفشلها السريع.

لذلك ، عند الاتصال بالتوازي ، يجب أن يكون لكل LED مقاومه الحالي المحدد.

عند الحديث عن اتصال الصمام الثنائي الباعث للضوء ، لا يسع المرء إلا أن يذكر الملاحظة الإلزامية لقطبية الاتصال: يجب توصيل الموصلات "الموجبة" من مصدر الطاقة بمصعد الصمام الثنائي والموصلات "السالبة" من يجب توصيل مصدر الطاقة بالكاثود.