Waarom moet de LED via een weerstand worden aangesloten?

De LED-strip heeft weerstanden, PCB's (waar LED's als indicatoren dienen) hebben weerstanden, zelfs LED-lampen - en dat zijn weerstanden. Wat is het probleem? Waarom is een LED meestal aangesloten via een weerstand? Wat is een weerstand voor een LED?

In feite is alles heel eenvoudig: Een LED heeft heel weinig DC-spanning nodig om te werken en als je meer toepast, zal de LED doorbranden. Zelfs als u iets meer toepast, 0,2 volt meer dan de nominale waarde, zal de LED-bron al snel beginnen af ​​​​te nemen en zal de levensduur van deze halfgeleiderlichtbron zeer snel eindigen met tranen.

Zo heeft een rode LED precies 2,0 volt nodig voor normaal gebruik, terwijl het stroomverbruik 20 milliampère is. En als u 2,2 volt toepast, is er een storing in de pn-overgang.

Voor verschillende LED-fabrikanten kan, afhankelijk van de gebruikte halfgeleiders en de LED-technologie, de bedrijfsspanning enigszins verschillen in de ene of de andere richting. Kijk echter eens naar de stroom-spanningskarakteristiek van een rode SMD-led van een bekende fabrikant, bijvoorbeeld:

Hier kun je zien dat de LED al bij 1,9 volt zwak begint te gloeien, en wanneer precies 2 volt op de uitgangen wordt gezet, zal de gloed behoorlijk helder blijken te zijn, dit is de nominale modus. Als we nu de spanning verhogen naar 2,1 volt, zal de LED oververhit raken en snel zijn kracht verliezen. En wanneer er meer dan 2,1 volt wordt aangelegd, gaat de LED branden.

Laten we het ons nu herinneren De wet van Ohm voor een deel van een circuit: de stroom in het circuitgedeelte is recht evenredig met de spanning aan de uiteinden van dit gedeelte en omgekeerd evenredig met de weerstand ervan:

Daarom, als we een stroom door de LED hebben die gelijk is aan 20 mA met een spanning over de klemmen van 2,0 V, welke LED heeft dan een actieve weerstand op basis van deze wet? Juist: 2,0 / 0,020 = 100 ohm. De LED in werkende staat is qua eigenschappen gelijk aan een weerstand van 100 ohm met een vermogen van 2 * 0,020 = 40 mW.

Maar wat als er maar 5 volt of 12 volt aan boord is? Hoe voed je een led met zo'n hoge spanning zodat hij niet doorbrandt? Hier zijn de ontwikkelaars overal en besloten dat het het handigst is om extra te gebruiken weerstand.

Waarom een ​​weerstand? Omdat het de meest winstgevende, de meest economische, de goedkoopste is in termen van hulpbronnen en energiedissipatie, de manier om het probleem van het beperken van de stroom door de LED op te lossen.

Dus als er 5 volt beschikbaar is en je moet 2 volt krijgen over een 100 ohm «weerstand», dan moet je die 5 volt verdelen over onze bruikbare 100 ohm gloeiweerstand (dat is deze LED) en een andere weerstand, de nominale waarde , waarvan nu moet worden berekend op basis van wat beschikbaar is:

In dit circuit is de stroom constant, niet variabel, alle elementen zijn lineair in stabiele toestand, daarom zal de stroom in het hele circuit dezelfde waarde hebben, in ons voorbeeld 20 mA - dit is wat de LED nodig heeft. Daarom zullen we een weerstand R1 kiezen met een zodanige waarde dat de stroom er doorheen ook 20 mA zal zijn, en de spanning erop zal slechts 3 volt hebben, die ergens moet worden geplaatst.

Dus: volgens de wet van Ohm I = U / R, dus R = U / I = 3 / 0,02 = 150 Ohm. En hoe zit het met kracht? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. Een weerstand van 0,125W is prima, zodat hij niet te warm wordt. Nu is het voor iedereen duidelijk wat de weerstand voor de LED is.

Zie ook: LED-specificaties