So berechnen und wählen Sie einen Widerstand für eine LED richtig aus

Jeder von uns hat gesehen LED. Eine gewöhnliche kleine LED sieht aus wie eine Plastikkegellinse auf leitenden Beinen, in deren Inneren sich eine Kathode und eine Anode befinden. Im Diagramm ist die LED als reguläre Diode dargestellt, von der die Pfeile das emittierte Licht anzeigen. Die LED wird also verwendet, um Licht zu empfangen, wenn sich Elektronen von der Kathode zur Anode bewegen - pn Kreuzung sichtbares Licht wird emittiert.

Die Erfindung der LED erfolgte in den fernen 1970er Jahren, als Glühlampen verwendet wurden, um insgesamt Licht zu erhalten. Heute, zu Beginn des 21. Jahrhunderts, ersetzten LEDs endlich die effektivsten elektrischen Lichtquellen.

Wo ist das Pluszeichen für die LED und wo ist das Minuszeichen?

Um die LED richtig an die Stromquelle anzuschließen, müssen Sie zuerst die Polarität beachten. Die Anode der LED ist mit dem Pluszeichen „+“ der Stromquelle und die Kathode mit dem Minuszeichen „-“ verbunden. Die an das Minus angeschlossene Kathode hat einen kurzen Ausgang, die Anode ist lang - der lange Zweig der LED befindet sich auf dem Pluszeichen „+“ der Stromquelle.

Schauen Sie in die LED: Die große Elektrode ist die Kathode, es ist das Minus, die kleine Elektrode, die genau wie das Ende des Beins aussieht, ist das Plus. Und neben der Kathode hat die LED-Linse einen flachen Schnitt.

Halten Sie den Lötkolben nicht lange fest

Die LED-Leitungen sollten sauber und schnell gelötet werden, da der Halbleiterübergang große Angst vor übermäßiger Hitze hat. Sie müssen daher den Lötkolben mit kurzen Strichen des Lötkolbens berühren und dann den Lötkolben aus dem Weg nehmen. Es ist besser, das gelötete LED-Bein während des Lötvorgangs mit einer Pinzette zu halten, um sicherzustellen, dass dem Bein für alle Fälle Wärme entzogen wird.

Widerstand erforderlich, wenn die LED überprüft wird

Wir kommen zu dem Wichtigsten - wie man die LED an eine Stromquelle anschließt. Wenn Sie wollen Überprüfen Sie die LED auf LeistungSchließen Sie es dann nicht direkt an die Batterie oder an das Netzteil an. Wenn Ihre Stromversorgung 12 Volt beträgt, verwenden Sie einen 1-kOhm-Widerstand in Reihe mit der zu testenden LED, um sie zu sichern.

Vergessen Sie nicht die Polarität - eine lange Leitung zu einem Plus, eine Leitung von einer großen internen Elektrode zu einem Minus. Wenn Sie keinen Widerstand verwenden, brennt die LED schnell durch. Wenn Sie versehentlich die Nennspannung überschreiten, fließt ein großer Strom durch den pn-Übergang und die LED fällt fast sofort aus.

LED Farbe

LEDs sind in verschiedenen Farben erhältlich, aber die Farbe des Lichts wird nicht immer von der Farbe der LED-Linse bestimmt. Weiß, Rot, Blau, Orange, Grün oder Gelb - das Objektiv kann transparent sein. Wenn Sie es einschalten, wird es rot oder blau. Blaue und weiße LEDs sind am teuersten. Im Allgemeinen beeinflusst die Zusammensetzung eines Halbleiters hauptsächlich die Farbe des Glühens einer LED und die Farbe der Linse als sekundären Faktor.

Mehrfarbige RGB-LEDs enthalten in einem Fall mehrere lichtemittierende pn-Übergänge, von denen jeder seine eigene Leuchtfarbe ergibt. Durch Kombinieren der Helligkeit der Komponenten mit Strömen oder Frequenzen von Stromimpulsen (für rote, grüne und blaue Kristalle) können Sie jeden Schatten erhalten. Hier werden natürlich Ausgleichswiderstände für jeden Farbkanal benötigt.

Finden Sie den Widerstandswert für die LED

Der Widerstand ist in Reihe mit der LED geschaltet. Die Funktion des Widerstands besteht darin, den Strom zu begrenzen, ihn nahe an den Nennwert der LED zu bringen, damit die LED nicht sofort durchbrennt und im normalen Nennmodus funktioniert. Wir berücksichtigen folgende Anfangsdaten:

• Vps ist die Spannung der Stromquelle;

• Vdf - direkter Spannungsabfall an der LED im Normalmodus;

• Wenn ist der Nennstrom der LED im normalen Lichtmodus.

Jetzt bevor du findest der Wert des erforderlichen Widerstands R.Beachten Sie, dass der Strom in der seriellen Schaltung konstant ist und in jedem Element gleich ist: Der Strom If durch die LED ist gleich dem Strom Ir durch den Begrenzungswiderstand.

Daher ist Ir = If. Aber Ir = Ur / R - nach dem Ohmschen Gesetz. Und Ur = Vps-Vdf. Somit ist R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Das heißt, wenn Sie die Spannung der Stromquelle, den Spannungsabfall an der LED und ihren Nennstrom kennen, können Sie leicht den geeigneten Begrenzungswiderstand auswählen.

Wenn der gefundene Widerstandswert nicht aus der Standardreihe der Widerstandsbewertungen ausgewählt werden kann, wird beispielsweise ein Widerstand mit einem etwas größeren Wert anstelle der gefundenen 460 Ohm 470 Ohm verwendet, die immer leicht zu finden sind. Die Helligkeit der LED nimmt geringfügig ab.

Beispiel für die Auswahl des Widerstands:

Angenommen, es gibt eine 12-Volt-Stromversorgung und eine LED, die 1,5 Volt und 10 mA für ein normales Leuchten benötigt. Wir wählen einen Löschwiderstand. 12-1,5 = 10,5 Volt sollten auf den Widerstand fallen, und der Strom in der seriellen Schaltung (Stromquelle, Widerstand, LED) sollte 10 mA betragen, daher nach dem Ohmschen Gesetz: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 Ohm. Wir wählen 1,1 kOhm.

Welche Leistung sollte der Widerstand haben? Wenn R = 1100 Ohm und der Strom 0,01 A beträgt, wird gemäß dem Joule-Lenz-Gesetz jede Sekunde Wärmeenergie Q = I * I * R = 0,11 J am Widerstand freigesetzt, was 0,11 W entspricht. Ein Widerstand von 0,125 W reicht aus, es bleibt sogar ein Spielraum.

LED-Reihenschaltung

Wenn Sie mehrere LEDs an eine einzige Lichtquelle anschließen möchten, ist es am besten, die Verbindung in Reihe zu schalten. Dies ist erforderlich, um Ihren Widerstand nicht an jeder LED festzuhalten, um unnötige Energieverluste zu vermeiden. LEDs des gleichen Typs aus derselben Charge eignen sich am besten für die serielle Verbindung.

Angenommen, Sie müssen konsistent 8 LEDs mit 1,4 Volt und einem Strom von 0,02 A kombinieren, um eine 12-Volt-Stromquelle anzuschließen. Offensichtlich beträgt der Gesamtstrom 0,02 A, aber die Gesamtspannung beträgt 11,2 Volt, daher sollten 0,8 Volt bei einem Strom von 0,02 A am Widerstand abgeführt werden. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohm. Wählen Sie einen Widerstand mit einer Mindestleistung von 43 Ohm.

Die parallele Verbindung von LED-Strings ist nicht die beste Option

Wenn Sie die Wahl haben, ist es am besten, die LEDs in Reihe und nicht parallel zu schalten. Wenn Sie mehrere LEDs parallel über einen gemeinsamen Widerstand anschließen, ist aufgrund der Streuung der Parameter der LEDs nicht jede mit den anderen gleich, einige leuchten heller und nehmen mehr Strom auf, andere sind im Gegenteil dunkler. Infolgedessen brennt eine der LEDs aufgrund des schnellen Abbaus des Kristalls früher. Für die Parallelschaltung von LEDs ist es besser, wenn es keine Alternative gibt, an jeden Stromkreis einen Begrenzungswiderstand anzulegen.

Siehe auch: Einfache LED-Anschlusspläne