résistance à diodes. Calcul et sélection de la résistance pour la LED. Paramètres importants des LED

Une petite LED ordinaire ressemble à une lentille conique en plastique sur des pattes conductrices, à l'intérieur desquelles se trouvent une cathode et une anode. Dans le schéma, la LED est représentée comme une diode conventionnelle, à partir de laquelle la lumière émise est indiquée par des flèches. Ainsi, la LED sert à produire de la lumière, lorsque les électrons se déplacent de la cathode à l'anode, de la lumière visible est émise.

Quand choisir une résistance personnalisée ?

Par conséquent, nous avons besoin d'une résistance d'une puissance nominale d'au moins 140 mW. La règle d'or est de trouver une résistance avec deux fois la puissance. Vous pouvez généralement utiliser la résistance la moins chère que vous pouvez trouver avec la bonne puissance. Parce que pour certains circuits, le type réel de résistance compte également. Quel type de résistance choisir, quelle application dépasse le cadre de cet article. Si vous construisez l'un de ces types de circuits, vérifiez si les circuits indiquent le type de résistance. Sinon, peut-être que cet article vous aidera.

L'invention de la LED remonte aux lointaines années 1970, lorsque des lampes à incandescence étaient utilisées pour produire de la lumière. Mais aujourd'hui, en ce début de 21e siècle, les LED ont enfin pris la place des sources d'éclairage électrique les plus efficaces.

Où est le "plus" de la LED, et où est le "moins" ?

Pour connecter correctement la LED à la source d'alimentation, vous devez d'abord respecter la polarité. L'anode de la LED est connectée au plus "+" de la source d'alimentation et la cathode - au moins "-". La cathode connectée au moins a une sortie courte, l'anode, respectivement, est longue - la longue jambe de la LED - au plus "+" de la source d'alimentation.

Pour la plupart des circuits standard, vous n'avez pas à vous soucier des types de résistances que vous choisissez. Tout ce dont vous avez à vous soucier, c'est de la valeur de la résistance et de la puissance qu'elle peut prendre. S'il tombe en panne après un certain temps, vous devez l'échanger contre une puissance nominale plus élevée. Peut-être même faut-il faire l'effort de calculer un coût décent 😉.

Calcul de la valeur de résistance requise

Vous avez du mal à choisir une résistance ? Une résistance de limitation de courant est une résistance utilisée pour réduire le courant dans un circuit. Si vous ne trouvez pas la fiche technique, vous pouvez la consulter. Vous avez une alimentation 5V que vous aimeriez allumer. De quelle valeur de résistance avez-vous besoin ?

Regardez à l'intérieur de la LED : la grande électrode est la cathode, elle est au moins, la petite électrode, qui ressemble juste au bout de la jambe, est au plus. Et à côté de la cathode, la lentille LED a une coupe plate.

Ne gardez pas le fer à souder sur la jambe pendant longtemps

Soudez les fils de LED avec précaution et rapidement, car la jonction semi-conductrice a très peur de l'excès de chaleur, vous devez donc toucher brièvement le fer à souder avec sa pointe sur la jambe soudée, puis prendre le fer à souder de côté. Il est préférable de tenir la jambe soudée de la LED avec des pincettes pendant le processus de soudure pour s'assurer que la chaleur est évacuée de la jambe au cas où.

Pour trouver la valeur d'une résistance, on commence par trouver la chute de tension aux bornes de la résistance. Par conséquent, la valeur requise pour la résistance de limitation de courant est de 200 ohms. Vous savez donc que vous avez besoin d'une résistance de 200 ohms. Eh bien, la seule chose que vous devez savoir est la puissance nominale du composant. Quel effet peut avoir une résistance ?

Vous devez donc déterminer quel effet sera dissipé dans votre résistance. Pour le trouver, vous utilisez la formule suivante pour calculer la puissance. Il déclare que la puissance est égale au courant multiplié par la tension. Cela signifie que votre résistance doit être capable de gérer au moins 45 mW.

Résistance requise lors du test de la LED

Nous arrivons à la chose la plus importante - comment connecter la LED à une source d'alimentation. Si vous souhaitez tester les performances de la LED, vous ne devez pas la connecter directement à la batterie ou à l'alimentation. Si votre alimentation est de 12 volts, utilisez une résistance de 1 kΩ en série avec la LED testée pour le filet de sécurité.

En règle générale, la plupart des résistances fonctionnent à 250 mW et plus, il est donc facile de trouver la bonne résistance. Calculez la résistance de la résistance à 6 bandes. La résistance est peut-être le bloc de construction le plus couramment utilisé dans les circuits. Les résistances se présentent sous de nombreuses formes et tailles. Cet outil est utilisé pour décoder les informations des résistances de couleur axiales.

Le nombre de bandes est important car le décodage change en fonction du nombre de bandes de couleur. Il existe trois types courants : les résistances à 4 gammes, à 5 gammes et à 6 bandes. Le groupe 1 est le premier chiffre significatif. Les 4 premières bandes sont valeur nominale la résistance. Les 3 premiers groupes sont des nombres significatifs, où :. noir - 0 marron - 1 rouge - 2 orange - 3 jaune - 4 vert - 5 bleu - 6 violet - 7 gris - 8 blanc - 9.

N'oubliez pas la polarité - un long fil vers un plus, un fil d'une grande électrode interne vers un moins. Si vous n'utilisez pas de résistance, la LED s'éteindra rapidement si vous dépassez accidentellement Tension nominale, un courant important traversera la jonction p-n et la LED tombera presque immédiatement en panne.

Un exemple de valeur de résistance. Bande 1 = orange = 3, bande 2 = jaune = 4, bande 3 = vert = 5, bande 4 = bleu = 1M. La cinquième bande est une tolérance et représente le pire cas auquel on peut s'attendre à partir de la valeur nominale. Code couleur pour homologation :. marron - 1% rouge - 2% orange - 3% jaune - 4% vert -5% bleu 25% violet 1% gris 05% or - 5% argent - 10%.

Coefficient de température de résistance

Un exemple de calcul de la plage de valeurs de résistance. Les valeurs de résistance peuvent changer avec la température. 6e voie représente coéfficent de température ou la température et est une valeur qui changera avec la température. Les couleurs de groupe représentent ce qui suit.

Les LED sont disponibles dans une variété de couleurs, mais la couleur de la lueur n'est pas toujours déterminée par la couleur de la lentille LED. Blanc, rouge, bleu, orange, vert ou jaune - l'objectif peut être transparent et l'allumer - il deviendra rouge ou bleu. Les LED bleues et blanches sont les plus chères. En général, la couleur de la lueur de la LED est principalement affectée par la composition du semi-conducteur, et comme facteur secondaire, la couleur de la lentille.

Limitation du courant traversant la LED

Nous allons commencer par exécuter des expériences qui démontrent comment la tension et la résistance affectent le courant, puis prouver ces résultats avec un peu de mathématiques. Nous proposons une alimentation différente afin que vous puissiez essayer d'expérimenter, mais vous pouvez même utiliser les piles dans le support de piles ! Ils sont brillants et humides, ou doux et élégants. Ils sont partout et ils sont très amusants.

Une lampe brillante ou transparente protège l'émetteur de lumière. Un fil est l'anode et l'autre est la cathode. L'un passe à la tension positive et l'autre à la tension négative. Tout cela est un peu déroutant - nous devons souvent penser à quoi manger.

Trouver la valeur de la résistance de la LED

La résistance est connectée en série avec la LED. La fonction de la résistance est de limiter le courant, de le rendre proche de la valeur nominale de la LED, de sorte que la LED ne s'éteigne pas instantanément et fonctionne en mode nominal normal. Nous prenons en compte les données initiales suivantes :

LED sans résistance

Si cela vous aide, reportez-vous à ces photos et diagrammes ou imprimez-les pour référence. Vert, rouge, bleu et infrarouge. Ainsi, le rouge, par exemple, est fabriqué avec de l'arséniure de gallium. Depuis lors, les scientifiques ont expérimenté de nombreux autres matériaux et ont découvert comment créer d'autres couleurs telles que le vert et le bleu, ainsi que le violet et le blanc.

Connexion parallèle des LED

Ce sont peut-être de bons indicateurs, mais on les voit rarement comme des hublots. L'éclairage signifie "faire briller la lumière sur quelque chose" - comme une lampe de poche ou des phares. Vous voulez que vos phares soient brillants comme l'enfer. Les feux de freinage doivent être suffisamment brillants pour être visibles, mais n'éclairent pas le chemin !

Vps - tension d'alimentation ;

Vdf est la chute de tension directe à travers la LED en mode normal ;

si- courant nominal Voyant en mode normal.

Or, avant de trouver , notons que le courant dans le circuit série sera constant, le même dans chaque élément : le courant If traversant la LED sera égal au courant Ir traversant la résistance de limitation.

Indication signifie "indiquer quelque chose" - comme un clignotant ou des feux de freinage sur une voiture. Vous ne voulez pas que le clignotant de votre voiture soit aveugle ! Les deux ont la même résistance. Vous devez suivre en balayant l'un d'entre eux. C'est un peu difficile d'expliquer à quel point quelque chose est brillant avec du texte ou même des photos.

La première chose utile que vous trouverez est l'information dimensionnelle "lot". La fiche technique indique également quelle broche est la cathode et d'autres longueurs et dimensions. Ensuite, vous trouverez cette petite table. Cette option est assez standard.

Donc Ir = Si. Mais Ir = Ur/R - selon la loi d'Ohm. Et Ur \u003d Vps-Vdf. Ainsi R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Autrement dit, connaissant la tension de l'alimentation, la chute de tension aux bornes de la LED et son courant nominal, vous pouvez facilement sélectionner la résistance de limitation appropriée.

Si la valeur de résistance trouvée ne peut pas être sélectionnée dans la série standard de valeurs de résistance, une résistance d'une valeur légèrement supérieure est prise, par exemple, au lieu des 460 Ohms trouvés, ils prennent 470 Ohms, qui sont toujours faciles à trouver. La luminosité de la LED diminuera très légèrement.

Plus loin sur la même page se trouve un tableau des caractéristiques électriques. Les deux premières lignes parlent de "longueur d'onde" - c'est une façon spéciale de spécifier une couleur. Après tout, "rouge super brillant" est une description très subjective. Avec la longueur d'onde, nous pouvons savoir exactement quelle couleur est émise. La troisième ligne indique essentiellement "combien de couleur change avec la longueur d'onde". La quatrième ligne n'est pas si importante, nous allons la sauter.

Dans tout "cycle", les circuits de tension doivent être équilibrés : quantité générée = quantité utilisée. Cette loi "Loop Voltage" a été découverte par un homme du nom de Kirchhoff. Et nous voyons la boucle ci-dessus, où une partie est constituée d'une pile de 9 volts. Alors changeons un peu notre diagramme. C'est la tension qui doit être "absorbée" par la résistance. Ensuite, nous passerons à une autre loi importante appelée loi d'Ohm - et elle décrit le fonctionnement des résistances.

Exemple de sélection de résistance :

Disons qu'il y a une alimentation de 12 volts et une LED qui a besoin de 1,5 volts et 10 mA pour briller normalement. Choisissons une résistance d'extinction. La résistance doit chuter de 12-1,5 = 10,5 volts et le courant dans le circuit série (alimentation, résistance, LED) doit être de 10 mA, d'où la loi d'Ohm : R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohm. Nous choisissons 1,1 kOhm.

Il existe une notation abrégée plus générale que vous verrez très souvent. Ou deux autres façons d'écrire une solution pour le courant ou la résistance. Malheureusement, 100 ans ici travaillent contre nous, alors continuez comme ça. Si j'ai une résistance de 3 ohms avec 5 ampères qui la traversent. Quelle est la tension aux bornes de la résistance. La loi d'Ohm est très importante, et il faut un peu de temps pour s'y familiariser. Nous proposons de trouver d'autres nombres de correspondance de résistances, de courants et de tensions et de les utiliser pour résoudre la valeur inconnue.

La formule pour calculer la résistance d'un calculateur en ligne de résistance

Si vous travaillez avec un ami, testez et vérifiez vos réponses ! Il existe également des "calculatrices" sur Internet que vous pouvez vérifier par vous-même. Notre tableau devient un peu dense, mais nous avons fait beaucoup. Il y a donc de bonnes raisons de vouloir contrôler la luminosité si vous dites avoir une petite batterie et que vous voulez que la lumière dure longtemps.

Quelle doit être la taille de la résistance ? Si R \u003d 1100 Ohm et que le courant est de 0,01 A, alors, selon la loi Joule-Lenz, chaque seconde sera attribuée à la résistance l'énérgie thermique Q \u003d I * I * R \u003d 0,11 J, ce qui équivaut à 0,11 W. Une résistance de 0,125 W fera l'affaire, même une marge restera.

Connexion en série des LED

Si votre objectif est de connecter plusieurs LED en une seule source lumineuse, il est préférable de les connecter en série. Ceci est nécessaire pour que chaque LED n'ait pas sa propre résistance, afin d'éviter des pertes d'énergie inutiles. Le plus approprié pour connexion série LED du même type, du même lot.

Vous pouvez le voir dans la fiche technique dont nous avons parlé plus tôt. Puisqu'il est si important pour vous de pratiquer ces lois que vous venez d'apprendre, nous aurons un autre quiz. Essayez de résoudre les problèmes en utilisant les schémas ci-dessus. Oui, il existe des calculatrices en ligne qui le feront pour vous, mais certains appareils électroniques éducatifs peuvent effectuer les calculs même sur une île déserte.

Combien de courant traverse la résistance de 100 ohms ?

Vous n'avez pas triché ? Cette planche à pain utilisait 3 tensions différentes et la même résistance. Je parie que vous savez quelle est la prochaine ! La réponse réside dans la façon dont le pouvoir est utilisé. La résistance ne brille pas, elle chauffe. Puisqu'il est inefficace de simplement pomper toute l'énergie de la batterie dans l'air sous forme de chaleur, nous devons tirer le meilleur parti de la puissance utilisée par la résistance, et Le meilleur moyen pour ce faire, il faut maintenir la tension basse.

Supposons que vous deviez connecter en série 8 LED de 1,4 volts avec un courant de 0,02 A pour vous connecter à une source d'alimentation de 12 volts. Évidemment, le courant total sera de 0,02 A, mais la tension totale sera de 11,2 volts, donc 0,8 volts à un courant de 0,02 A doivent être dissipés par la résistance. R \u003d U / I \u003d 0,8 / 0,02 \u003d 40 ohms. Nous sélectionnons une résistance de 43 ohms de puissance minimale.

Descendre plus bas, ce qui n'est pas suggéré car la tension directe peut changer et les résistances peuvent changer et la batterie peut changer et toutes ces petites déviations d'environ 2 volts s'additionnent et vous n'obtiendrez pas la luminosité souhaitée. Nous terminerons en introduisant une autre pièce qui se trouve dans le sac du kit. Il s'agit d'un potentiomètre.

Schémas de connexion des LED

Eh bien, ce n'est pas une chose si imaginaire après tout, en fait, ils sont assez courants. Les potentiomètres sont une résistance qui se règle avec un bouton. Nous aborderons les potentiomètres plus en détail dans le prochain didacticiel, alors jetez un œil à cette nouvelle introduction !

La connexion parallèle des chaînes de LED n'est pas la meilleure option

S'il y a un choix, il est préférable de connecter les LED en série et non en parallèle. Si vous connectez plusieurs LED en parallèle via une résistance commune, alors en raison de la propagation des paramètres des LED, chacune d'elles ne sera pas sur un pied d'égalité avec les autres, certaines brilleront plus fort, en prenant plus actuel, et certains - au contraire, gradateur. En conséquence, certaines LED s'éteindront plus tôt en raison de la dégradation rapide du cristal. Mieux pour connexion parallèle Les LED, s'il n'y a pas d'alternative, appliquent une résistance de limitation à chaque chaîne.

Les potentiomètres, tels que les résistances, ont une valeur en ohms. Par exemple, ce potentiomètre vaut 2 kΩ. Les potentiomètres ont trois broches, deux broches "extérieures" et une broche "milieu". La goupille du milieu est parfois appelée essuie-glace. Vous pouvez comprendre pourquoi on l'appelle un nettoyant pour vitres en ouvrant le pot, c'est littéralement comme un nettoyant pour vitres ! Au fur et à mesure que l'essuie-glace se déplace d'une extrémité à l'autre, la résistance entre cette broche et la broche droite ou gauche change, plus l'essuie-glace est proche de la broche latérale, moins il y a de résistance.

Calcul de la résistance similaire

Lorsque le pot est tourné à fond vers la droite, c'est le contraire. La résistance entre les deux broches extérieures est toujours la même. La résistance entre la broche centrale et la broche gauche ou droite change ! Test rapide! Le symbole du circuit du potentiomètre ressemble à une résistance, puis une flèche pointant vers le milieu est un essuie-glace.

Très souvent, de nombreux radioamateurs débutants ont des problèmes pour calculer la résistance d'une résistance pour une LED. Et souvent ils ne savent pas pour. Dans cet article, nous allons essayer de clarifier cette question et, par souci de simplicité, nous présentons calculateur en ligne pour calculer la résistance de la résistance LED.

Paramètres importants des LED

Du point de vue du problème de sélection d'une résistance pour une LED, nous ne nous intéressons principalement qu'à deux paramètres LED :

Notez que nous nous connectons à l'essuie-glace et à une extrémité, pas aux deux extrémités. Pourquoi avons-nous même 100 ohms? Ne pouvons-nous pas simplement ajuster le potentiomètre pour obtenir une sorte de résistance que nous voulons ? Pour cette raison, nous avons une résistance supplémentaire de 100 ohms, qui nous permet de résister constamment jusqu'à 100 ohms.

Un exemple de calcul de la résistance d'une résistance en série

Ce fut une leçon longue et très riche en mathématiques. Ces lumières sont utilisées pour représenter beaucoup de choses. Le plus souvent, ils sont utilisés pour vous informer que l'alimentation est fournie à votre appareil. Vous devrez également sélectionner la valeur de résistance correcte à utiliser.

I F - courant direct de la LED
V F - tension directe de la LED (tension de fonctionnement)

Regardons cela en utilisant la LED L-53IT comme exemple. Voici ses brèves caractéristiques :

Matériel: gaasp/écart
Couleur de la lumière : rouge
Longueur d'onde : 625 nm
Tension directe maximale : 2,5 V
Tension inverse maximale : 5 V
Courant direct maximal : 30 mA
Température de fonctionnement : -40…85 °C

Dans la fiche technique de la LED L-53IT, dans la section "Valeurs maximales absolues" (valeurs à ne pas dépasser), nous trouvons des informations sur le maximum continu CC, qui peut traverser une LED donnée sans causer de dommages (30mA) :

Nous vérifions ensuite la fiche technique pour connaître la tension directe typique de la LED (chute de tension aux bornes de la diode):

et on voit que :

les données de test sont données pour le courant I F = 20mA,
la tension directe typique est V F = 2V.

Un courant de 20mA nous fournit un bon flux lumineux, et comme les LED ne durent pas éternellement, et que le flux lumineux émis diminue avec le temps, dans la plupart des cas ce courant sera suffisant pour une LED donnée.

LED sans résistance

Voyons d'abord ce qui se passe si nous connectons une LED à une source d'alimentation sans résistance de limitation de courant. Nous utiliserons une alimentation 5V comme exemple.

Dans ce cas, selon la seconde loi de Kirchhoff :

la somme des chutes de tension dans une boucle fermée est nulle

Il s'avère que toute la tension d'alimentation est concentrée sur notre LED :

Que signifie l'apparition d'une tension de 5V sur notre LED ? Regardons un tracé du courant LED en fonction de la tension dans le sens direct :

C'est-à-dire qu'en dépassant 2,05 volts, le courant augmentera très rapidement, atteignant une valeur élevée.

Dans notre cas, alimenter la LED sans résistance de limitation générera plus de courant que autorisé (30 mA), ce qui l'endommagera à son tour.

Il faut ajouter ici que la raison qui détruit la LED n'est pas le courant en tant que tel, mais la puissance dégagée sous forme de chaleur.

Limitation du courant traversant la LED

Nous devons donc limiter le courant LED. Nous avons deux options :

utiliser une alimentation en courant stable (pas plus de 30mA conformément aux spécifications techniques de la LED)
limiter le courant différemment.

Dans cet article, nous traiterons de la deuxième méthode, à savoir, nous connecterons une résistance en série avec la LED. Une partie de la tension d'alimentation chutera aux bornes de cette résistance, que nous noterons V R :

Conformément à la deuxième loi de Kirchhoff ci-dessus, la répartition des contraintes sera déterminée par la formule :

V CC = V R + V F

Dans notre cas, nous connaissons la valeur de tension typique de notre LED, qui est de 2 volts, ainsi que la tension d'alimentation de 5 volts :

Ainsi, nous pouvons calculer la chute de tension requise aux bornes de la résistance R pour que la diode n'ait que les 2 volts requis :

V R = V CC - V F

V R \u003d 5V - 2V \u003d 3V

c'est-à-dire que nous visons les tensions suivantes dans notre circuit :

Maintenant, nous utilisons la première loi de Kirchhoff :

la somme des valeurs de l'intensité des courants entrant dans le nœud est égale à la somme des valeurs de l'intensité des courants provenant de ce nœud

Notre nœud est la jonction de la résistance et de la LED, ce qui signifie que le même courant traversera la résistance et la LED. Puisque nous avons supposé qu'un courant I F \u003d 20mA peut traverser la LED, alors:

La résistance de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm :

c'est-à-dire dans notre cas :

et enfin, on peut déduire la formule générale :

Après avoir calculé la résistance, une résistance est sélectionnée dans la plage nominale. Dans notre cas, cette résistance est exactement la même que celle calculée, c'est-à-dire 150 ohms, qui est disponible dans les séries nominales E24, E12 et E6.

Mais que faire lorsque la résistance de la résistance ne correspond à aucune valeur de la série nominale ? Dans ce cas, l'une des deux plus proches de la résistance de conception doit être sélectionnée, en tenant compte des éléments suivants :

Si la résistance est inférieure à celle attendue, cela augmentera la valeur du courant traversant la LED.

Si la résistance est plus grande que prévu, cela réduira la puissance lumineuse émise par la LED.