Böyle, direnç... Bir elektrik devresi kurmanın temel unsuru.

Bir direncin görevi, akım sınırlaması zincir boyunca akıyor. Akımın ısıya dönüştürülmesinde DEĞİL, yani akım sınırlaması. yani, olmadan direnç zincirden büyük bir tane akar akım, gömülü direnç akım azaldı. Bu, elektrik devresinin bu elemanının ısı ürettiği işidir.

Ampul örneği

İşi düşünün direnç Aşağıdaki şemada bir ampul örneğinde. Bir güç kaynağımız, bir ampulümüz, ölçen bir ampermetremiz var. akım zincirden geçiyor. VE direnç. Ne zaman direnç devrede yok, büyük akım, örneğin, 0.75A. Ampul parlak bir şekilde yanar. Devreye bir direnç yerleştirildi - akımın devreden akan aşılmaz bir bariyeri vardı akım 0.2A'ya düştü. Ampul daha az parlaktır. Ampulün yandığı parlaklığın da üzerindeki voltaja bağlı olduğunu belirtmekte fayda var. Voltaj ne kadar yüksek olursa, o kadar parlak olur.

Ayrıca, üzerinde direnç devam ediyor gerilim düşümü. Engel sadece geciktirmekle kalmıyor akım, aynı zamanda güç kaynağı tarafından devreye uygulanan voltajın bir kısmını "yer". Aşağıdaki şekilde bu düşüşü düşünün. 12 voltluk bir güç kaynağımız var. Her ihtimale karşı, bir ampermetre, yedekte iki voltmetre, bir ampul ve direnç. Devreyi açmadan direnç(ayrıldı). Ampuldeki voltaj 12 volttur. Direnci bağlarız- voltajın bir kısmı üzerine düştü. Voltmetre (şemada sağ altta) 5V gösterir. Kalan 12V-5V = 7V ampulde kaldı. Ampulün üzerindeki voltmetre 7V gösterdi.

Elbette her iki örnek de soyuttur, sayılar açısından yanlıştır ve içinde gerçekleşen sürecin özünü açıklamak için tasarlanmıştır. direnç.

Direnç direnç birimi

Ana karakteristik direnç - direnç. ölçü birimi direnç- Ohm (Ohm, Ω). Daha fazla direnç, daha büyük akım sınırlayabilir, ne kadar fazla ısı verirse, o kadar fazla voltaj düşüşleri Onun üzerine.

Bir elektrik devresi için Ohm yasası

Tüm elektriğin temel yasası. Bağlantılar Gerilim(V), Kuvvet akım(I) ve Direnç (R).

Bu sembolleri insan dilinde farklı şekillerde yorumlayabilirsiniz. Ana şey, her belirli zincir için başvurabilmektir. hadi kullanalım Ohm yasası bizim devre için direnç ve yukarıda tartışılan ampul ve hesaplayın direnç direnci, hangi akım 12V güç kaynağından 0,2 ile sınırlı olacaktır. Bu durumda ampulün direncini 0 olarak kabul ederiz.

V=I*R => R=V/I => R= 12V / 0.2A => R=60Ohm

Böyle. Güç kaynağı ve direnci 0 olan bir ampulü olan bir devreye gömülü ise, direnç 60 ohm nominal, sonra devreden geçen akım, 0.2A olacaktır.

Direnç gücü karakteristiği

Mikroproger, bil ve hatırla! Parametre direnç gücü gerçek cihazlar için devreler oluştururken en önemlilerinden biridir.

Elektrik akımı gücü devrenin herhangi bir bölümünde bu bölümden geçen akımın çarpımına eşittir. Gerilim zincirin bu kısmında. P=I*U. Ölçü birimi 1W.

Akım geçtiğinde direnç elektriği sınırlamak için çalışmalar yapılıyor akım. İş yapıldığında ısı açığa çıkar. direnç bu ısıyı çevreye yayar. Ama eğer direnççok fazla iş yapacak, çok fazla ısı açığa çıkaracak - içinde üretilen ısıyı dağıtmak için artık zamanı olmayacak, çok ısınacak ve yanacaktır. Bu olayın sonucunda ne olacağı, kişisel şans faktörünüze bağlıdır.

Bir direncin güç derecesi, aşırı ısınmadan kaldırabileceği maksimum akımdır.

Direnç Gücü Hesabı

Hesaplamak direnç gücü ampul devremiz için. Böyle. Sahibiz akım zincirden geçen (ve dolayısıyla direnç), 0,2A'ya eşittir. Direnç boyunca voltaj düşüşü 5V'a eşittir (12V değil, 7V değil, yani 5 - voltmetrenin gösterdiği 5 ile aynı direnç). Bu demektir güç akım bir yandan bir yan direnç P=I*V=0.2A*5V=1W'ye eşittir. Şu sonuca varıyoruz: direnç devremiz için maksimum olmalıdır güç 1W'den az (ve tercihen daha fazla) değildir. Aksi takdirde, aşırı ısınır ve başarısız olur.

Dirençlerin bağlantısı

dirençler elektrik devrelerinde var seri ve paralel bağlantı.

Seri bağlandığında toplam direnç direnci toplamı direnç herkes direnç bağlantıda:

saat paralel bağlantı Genel direnç direnci formülle hesaplanır:

Sormak istediğiniz bir şey var mı? Bir yorum Yaz. Cevap vereceğiz ve çözmenize yardımcı olacağız =)

Makale, LED için akım sınırlayıcı bir direnç kullanmanın neden gerekli olduğunu göstermeye çalışıyor. Ve dirençsiz bir LED'i nasıl sürdürebilirsiniz. LED'ler hakkında bir şeyler okuduğunuzda, herkesin bir akım sınırlayıcı direnç ihtiyacından bahsettiğini fark edebilirsiniz. Ama genellikle nedenini söylemez. Akım Sınırlama Dirençli LED LED'in belgelerine bakarsanız, LED'in akım-voltaj karakteristiğinin doğrusal olmadığını fark edeceksiniz. LED yarı iletken bir eleman olduğu için özelliği direncinkinden farklıdır.

Bir dirence belirli bir voltaj uygulanırsa, içinden geçen akım aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir: I = R/V Örnek: I = 100 ohm / 5 V = 20 mA Açıkça, bu formül LED'ler için geçerli değildir, çünkü onlar lineer bir dirençtir. Yukarıdaki grafiğe bakarsanız, voltajı 0'dan 1,6 V'a yükseltmenin akımda gözle görülür bir artışa yol açmadığı açıkça ortaya çıkıyor. Biraz daha voltaj uygularsanız akım artacak ve LED yanmaya başlayacaktır. pn eklemi için açılma potansiyeline ulaştık. Tipik bir kırmızı LED için açılma potansiyeli 1,7 ila 2,2 V aralığındadır. Gerilimdeki küçük değişiklikler ileri akımda büyük değişikliklere neden olur.

Belgeler genellikle 25 mA gibi mutlak maksimum ileri akımı belirtir. Daha fazla akıma neden olan bir voltaj uygularsanız, LED arızalanır. Bu yüzden sınırlar içinde kalmak çok önemlidir. Bir LED'i doğrudan 5V güç kaynağına bağlarsanız, hemen yanacaktır. Yüksek akım pn bağlantısını yok edecektir. Bu noktadan itibaren, bir sınırlayıcı direnç belirir. Maksimum ileri akımı 25 mA ve açılma potansiyeli 2,1 V olan kırmızı bir LED'imiz olduğunu varsayalım. 5 V'luk bir güç kaynağı kullanmak istiyorsak, kalan 2,9 V'u düşürür. Direnç için şunu elde ederiz: R = V / I = (5 V - 2,1 V) / 25 mA = 116 ohm. LED güvenliği için 120 ohm veya daha iyi 150 ohm direnç kullanın.

Bu yüzden LED'i izin verilen maksimum akıma getirmeyeceğiz. R = V / I = (5V - 2V) / 20mA = 150 ohm. Direnci kurtarmak için güç kaybına dikkat edin. Aşağıdaki gibi hesaplanır: P = V * I = 3 V * 20 mA = 60 mW. Yani en kolay yol 150 ohm, 0.25 watt'lık bir direnç almaktır. Yani, bunların hepsi, sınırlayıcı dirençli bir LED'in ortak kullanımıyla ilgili. Akım Sınırlama Direnci Olmayan LED İlk olarak, dirençten neden kurtulmak istiyoruz? İki sebep var. Yeni başlayanlar için, enerjiyi dağıtır. Elektriği ısıya dönüştürür. Ve LED'den ışık almak istiyoruz. İyi değil. Ayrıca, bileşen sayısını azaltabilirsiniz. Cihaz daha ekonomik olacak ve baskılı devre kartı üzerinde daha fazla alan olacaktır. Direnç olmadan yapmanın iki yolu vardır. Bunlardan biri giriş voltajını düşürmektir.

Tüm cihazınız LED'in açma voltajına eşit bir voltajda çalışabiliyorsa, bu harika. Direnç gerekmez. Başka bir yol, darbe genişlik modülasyonunu (PWM) kullanmaktır. Bu, LED'i açıp kapattığımız anlamına gelir. Bu yeterince hızlı olursa, insan gözü farkı fark etmeyecektir. Dedikleri gibi, parlaklığı belirli bir süre boyunca bütünleştirir. Çoğu zaman belgeler, en yüksek ileri akımı gösterir. Örneğin: IF(tepe) = 160 mA (tepe ileri akım = 160 mA) Koşul: Darbe Genişliği<= 1 msec and Duty <= 1/10 (Условие: ширина импульса <= 1 мс, заполнение 1/10) Это означает, что можно включать светодиод с частотой 1 кГц, и он может гореть 1 мс и находиться в темном состоянии 9 мс. В большинстве случаев для пикового прямого тока не указаны напряжения, поэтому мы заранее не знаем, какое должно быть напряжения для тока 160 мА.

Grafiğe bakarak seviyesini yaklaşık 3 - 3,2 V olarak tahmin edebilirsiniz, ancak yazar bunu kontrol etmedi. Her iki yöntem de yazar tarafından, LED'lerin akım sınırlayıcı dirençler olmadan mikro denetleyiciye bağlandığı 64 piksellik bir LED matrisi için kullanıldı.

Giriş voltajı 2 AA pil kullanılıyorsa 3V veya şarj edilebilir piller kullanılıyorsa yaklaşık 2,4V idi. Bu, LED'lerin açılma potansiyelini elde etmenizi sağlar. Matris, belirli bir zamanda bir satırın tamamının adreslenmesine izin verir. Sütun bitlerini ayarlayarak yalnızca seçili satırdaki hücreleri seçebilirsiniz. Zamanda bir sonraki anda, ilk hattın bağlantısı kesilir, ikincisi bağlanır ve bu böyle devam eder. Böylece döngüdeki tüm satırları değiştirirsiniz. Bu o kadar hızlı yapılır ki, yanıp sönmeyi görmek imkansızdır. Her satır yaklaşık 2 kHz hızında ve 1/8 darbe genişliğinde (8 satır olduğu için) güncellenir.

Bir LED veya LED dizisini sürmek için bir mikrodenetleyici kullanıyorsanız, mikrodenetleyicinin akım sınırına dikkat etmeniz gerekir. Her G/Ç pini belirli bir akımı kaynaklayabilir veya batırabilir.

ATtiny2313 için belgeler sayfa 181 diyor ki: Mutlak Maksimum Derecelendirmeler (mutlak maksimum parametreler):

* I/O pini başına DC Akımı: 40.0 mA (VCC'de 10 mA = 5V, VCC'de 5 mA = 3V) kararlı durum koşullarında (geçici olmayan), aşağıdakilere uyulmalıdır: 1] Tüm IOL'lerin toplamı, tüm bağlantı noktaları için 60 mA'yı geçmemelidir. IOL test koşulunu aşarsa, VOL ilgili spesifikasyonu aşabilir. Pimlerin, listelenen test koşulundan daha büyük bir akım düşürmesi garanti edilmez.

(4. Test edilen G/Ç akımı 5 V beslemede 10 mA ve 3 V beslemede 5 mA olmasına rağmen, geçici akımların olmaması durumunda aşağıdakilere dikkat edilmelidir: 1] İşlemciye akan tüm akımların toplamı tüm portlar 60 mA'yı geçmemelidir. Çekilen akım test koşullarını aşarsa, lojik sıfır voltajı nominal değerleri aşabilir. Çıkışların test koşullarında belirtilenden daha fazla akım taşıması garanti edilmez.)

Görüldüğü gibi 10 mA'den fazla almaya çalışıyorsanız, yüksek veya düşük çıkış voltajı seviyesi üreticinin garanti ettiği seviyenin üzerinde olabilir. Belgelerden sonraki iki çizelgeye bir bakış, bunu netleştirebilir.

Bu grafik, akım 2,7V sağlamak için arttıkça pimin çıkış voltajının nasıl düştüğünü gösterir.2,7V, 2 AA pilin sağlayabileceği 3V değildir, ancak şu anda oldukça yakındır. Gördüğünüz gibi daha fazla akım çekilirse çıkış voltajı düşer. 5 mA'da 2,5 V'luk bir voltajımız var ve 15 mA'da voltaj 2,1 V'a düşüyor.

Bu grafik, bir pimin çıkış voltajının, pime akan akıma nasıl bağlı olduğunu gösterir. Bu durumda daha fazla akım tüketildiğinde çıkış voltajı artar. 5mA'da voltaj 0,15V'dir ve 15mA'da 0,5V'a yükselir.ATtiny2313'ün bu devrede kullanılıp kullanılamayacağını kontrol etmek için bazı hesaplamalar yapılması gerekir. Matris için güzel grafiklere sahip dokümantasyonumuz yok, ancak bazı sayılar var. İleri Voltaj: 1,80 - 2,20 V (İleri voltaj: 1,8 - 2,2 V) Maksimum Değer: İleri Akım: 25 mA (Akım sınırı: 25 mA) LED'in 1,8 V ve 5 mA'da çalıştığını varsayın.

Diğer belgelere bakıldığında bu makul görünüyor. Şimdi, yukarıda gösterilen 2 grafiği 5 mA'da analiz edersek, kaynak pimi için 2,5 V ve tahliye pimi için 0,15 V elde ederiz. 2.5V - 0.15V = 2.35V Yani LED için 2.35V elde ederiz. Bu beklediğimizden daha fazla (1,8 V). Bir LED için daha fazla voltaj, daha fazla akım anlamına gelir. Şimdi 10 mA için hesaplayalım. Tekrar analiz edersek, kaynak pin için 2.3V ve tahliye pini için 0.3V elde ederiz. 2.3V - 0.3V = 2.0V Gördüğünüz gibi LED voltajı artarsa ​​akım da artar. Akımdaki bir artış, çıkış - kaynak / boşaltmadaki çıkış voltajında ​​​​bir azalmaya / artışa yol açar. Ve bu, akımda bir azalma anlamına gelir.

Onlar. bir düzeyde akım stabilize olur. 10mA'da 2.0V gibi görünüyor, LED ve mikrodenetleyici için iyi. Bu, iki pim üzerindeki bir LED için geçerlidir. Peki ya 8 LED'in tamamını kontrol etmek istiyorsak? Bu durumda 8 kaynak pinimiz, 8 LED'imiz ve bir tahliye pinimiz var. Yukarıdaki örnekten, LED başına 10 mA'nın 80 mA'ya (!) karşılık geldiği anlaşılmaktadır. Bu çok fazla. Grafikte bile gösterilmiyor. Toplamda sadece 25 mA'mız olduğunu varsayalım, o zaman LED başına 3.125 mA elde ederiz.

Bu, her kaynakta 2.6V ve tahliyede 1.0V verir. 2,6V - 1,0V = 1,6V Bu, her LED için açılma potansiyelinden biraz daha az olan 1,6V kaldığı anlamına gelir. LED'ler kararacaktır. Yine, LED'ler daha fazla akım çekerse, mikrodenetleyici onlara daha düşük bir çıkış voltajı verecektir. Bu durumda, sıraların parlaklığı bağlı hücre sayısına bağlı olacaktır: daha az diyot bulunan sıralar daha parlak olacaktır. Tüm bu hesaplamalar ve ilgili belgelerin incelenmesi, hangi durumlarda gerekli olduğunu ve hangi durumlarda akım sınırlayıcı bir direnç kullanılmasının gerekli olmadığını anlamaya yardımcı olacaktır.

Direncin ne olduğunu anlamak için içinden suyun aktığı bir boru düşünelim. Borudaki suyun hareketine hiçbir şey müdahale etmediği için borunun çıkışındaki basınç, borunun girişindeki basınca eşit olacaktır. Şimdi pipoyu zihinsel olarak iki parçaya ayıralım ve aralarına un ektiğimiz süzgeçte olduğu gibi bir ızgara yerleştirelim. Bu ağın bir miktar kalınlığa sahip olduğunu hayal etmek de arzu edilir, ancak bu gerekli değildir. Şimdi borunun çıkışındaki basınç, borunun girişindeki basınçtan farklı olacaktır ve ne kadar farklı olacağı ağ hücresinin boyutuna bağlı olacaktır.

Bir elektrik devresi ile bir benzetme yaparsak, o zaman akım sudur, fakat direnç - ağ, fakat hücre boyutu - direnç. Şebekenin işlevi su akışını sınırlamaktır ve elektrik devrelerinde direncin temel amacı akımı sınırlamaktır..

Tolerans, direncin gerçek direncinin beyan edilenden ne kadar farklı olabileceğini gösterir. %5 toleranslı 100 ohm'luk bir direnç aslında 95 ila 105 ohm'luk bir dirence sahip olabilir.

Bir iletkenden akım geçtiğinde, iletkenin ısındığı, yani elektrik enerjisinin termal enerjiye dönüştürüldüğü bilinmektedir. Bir direncin gücü, ne kadar ısı yayabileceğini belirler. Öte yandan, güç formülünü aşağıdaki gibi yazarsak

P = U²/R

P = I²*R

Gücün, dirençten geçen maksimum akımı veya ona uygulanabilecek maksimum voltajı belirlediği açıktır. Kural olarak, daha güçlü dirençler daha büyüktür.

Direnç kullanımı.

Akım sınırlama direnci.
Gerilimi 9V olan terminallerdeki tepeye 2V voltaj düşüşü olan bir LED bağlamak mümkün mü sizce?
Elbette yapabilirsiniz, sadece LED'den geçen akımı sınırlamanız yeterlidir ve direnç bu konuda bize yardımcı olacaktır.

Böyle bir dirence akım sınırlayıcı direnç denir, çünkü bu devrede akımı LED üzerinden sınırlamak için tasarlanmıştır. Ohm yasasını kullanarak direncini hesaplamak kolaydır.

i = (sen kron - sen diyot)/ r

Ve LED'den geçen akım 20mA'yı geçmemelidir, o zaman aşağıdakileri elde ederiz

r = (sen kron - sen diyot)/ i

r = (9 –2)/0.02 = 350 ohm

Direnç, örneğin 470 ohm gibi daha büyük bir değerle alınabilir, ancak diyot çok parlak bir şekilde parlamaz.

çekme direnci.
Aşağıdaki resim 4 mikro devreyi göstermektedir, düğme üstteki ikisine bir çekme direnci olmadan ve alttaki ikisine bir çekme direnciyle bağlanmıştır.

En üstteki iki çipe bakalım, butona basıldığında sol çipin ilk pimi 0V veya mantık sıfır olacak ve sağ çipin ilk pimi besleme voltajı veya lojik bir olacak. Düğmeye basılmadığında mikro devrenin çıkışının hangi durumda olduğunu belirlemek imkansızdır, çıkış basitçe havada asılı kalır ve yanlış pozitiflerin kaynağı olan alıcıları yakalar. Alt mikro devrelerin ilk çıkışının durumu, sol mikro devre için, düğmeye basılmadığında ilk çıkışta her zaman belirlenir - düğmeye basıldığında mantıksal bir birim - sağdaki için mantıksal bir sıfır, mengene tersi. Çekme direncini bir tel parçasıyla değiştirirsek, düğmeye basıldığında artı eksiye bağlanır ve akım sonsuzluğa yönelir.
Özetlemek gerekirse, çekme direnci belirsizlik durumunu önler ve akımı sınırlar.

Gerilim bölücü.
Seri bağlı iki direnç yardımıyla, taç voltajı birkaç parçaya bölünebilir ve direncin direnci ne kadar büyük olursa, üzerindeki voltaj düşüşü o kadar büyük olur.

Dirençlerin her biri üzerindeki voltaj düşüşünü hesaplamak çok basittir, bunun için Ohm yasasını kullanarak içlerinden geçen akımı hesaplamanız ve bunu dirençlerin her birinin direnciyle çarpmanız gerekir.

İşlemsel yükselticinin (op-amp) kazancının ayarlanması
Bu devrede dirençler yardımı ile op-ampin kazancı ayarlanır ama yakından bakarsanız devredeki dirençlerin sıradan bir bölücü oluşturduğu anlaşılır.

Zamanlama zincirleri.
Direnç, kapasitör ile birlikte, zaman aralıklarını ölçmek için kullanılabilen bir RC devresi oluşturur. Bu konuda daha fazlasını okuyabilirsiniz.

Filtreler.
Aynı RC zinciri, yüksek veya düşük geçiş filtresi olarak kullanılabilir.

Bu tür filtrelere pasif denir, direnç ve kapasitörün değerine bağlı olarak, bazı frekansları değiştirmeden geçebilir ve diğerlerini zayıflatabilirler.

Yukarıda yazılan normal dirence ek olarak, dış koşullara bağlı olarak direncini değiştirebilen dirençler vardır. Örneğin, sıcaklığa bağlı olarak direncini değiştiren bir termistör veya direnci aydınlatmaya bağlı olan bir fotodirenç.

Birçok kullanıcı, bir güç kaynağına bir diyot şeridi veya ayrı bir LED bağlarken, elemanın olması gerektiği gibi yanmayı reddettiğini veya daha da kötüsü, basitçe yandığını fark eder.

Mesele şu ki, düğüm uygun koruma ve ön hesaplamalar olmadan güç kaynağına bağlı.

Bu görev, garip bir şekilde, çok kolay bir şekilde çözüldü. Otomatik olarak hesaplama yapmak için birçok çevrimiçi araç vardır, ancak bu tür sonuçların tümüne güvenilemez. Ve önce ilkeleri anlamak ve ardından özellikle bu işlem oldukça basit olduğundan, güvenilirlik için her şeyi manuel olarak hesaplamak en iyisidir.

Ne bilmek istiyorsun

Birdenbire Kirchhoff'un elektrik devreleri için üç yasasını (kuralını) bilmiyorsanız, sakin olun, onların bilgisine ihtiyacınız olmayacak. Zincir bölümü için gerekli olan tek formül Ohm kanunu ile açıklanmıştır.

Öyle görünüyor.

Şöyle okunur: Bir devre bölümünün akım gücü, voltajla doğru orantılı ve üzerindeki dirençle ters orantılıdır. Ya da öyle: akım gücü, dirence bölünen gerilime eşittir (en basitleştirilmiş versiyon).

Formül, gerekirse kolayca başkalarına dönüştürülür.

İkincisini hesaplamalarımızda kullanacağız.

Orijinalde, formül biraz daha karmaşıktır, çünkü mevcut kaynağın kendisinin iç direncini ve EMF'sini hesaba katar.

Ama problemin verili koşullarında onları güvenle ihmal edebiliriz.

Bu nedenle, aşağıdaki parametrelere ihtiyacımız olacak:

1.Bağlantı noktasındaki akım ve gerilimin çıkış özellikleri. Bu devrenin bir bölümüyse, değerler en iyi ampermetre ve voltmetre ile ölçülür. Bir akım kaynağına doğrudan bağlantı yapılırsa (doğrultucu, pil veya akümülatör olabilir), işaretleme veya beraberindeki belgelerde belirtilen nominal değerlerini bilmek yeterli olacaktır.

2.Bağlı LED için maksimum (izin verilen maksimum) ve nominal besleme voltajı ve akımı değerleri. Bunları en sık radyo bileşenini işaretleyerek tanıyabilirsiniz. Bir LED şerit ise, beraberindeki belgelerde.

Seri bağlantıda hesaplama

Aslında, LED'lerin sınırlayıcı bir dirençle birleştirilmiş seri bağlantısı en yaygın kullanılan şemadır. Örneğin, bir LED şerit, seri olarak bağlanmış bir dizi LED'den başka bir şey değildir.

Pirinç. 1. LED şerit

Açıklık için şematik diyagram.

Pirinç. 2. Şematik diyagram

Bu durumda direnç, gerilim bölücü ve akım sınırlayıcı görevi görecektir.

Formül şöyle görünecek.

R ogr \u003d (U çukuru - U sd) / I sd

• R ogr, sınırlayıcı direncin değeridir;
• U çukuru - güç kaynağındaki voltaj (veya "diyot direnci" bloğunun bağlı olduğu devre bölümünde);
• U sd - LED'in nominal çalışma voltajı (teknik belgelere bakın);
• I sd - LED üzerindeki akımın nominal (çalışma) değeri (LED'in teknik belgelerine bakın).

Aynı anda birkaç diyotu bağlamanız gerekiyorsa, formül şöyle görünecektir.

R limiti = (U pit - N U sd) / I sd

N, seri bağlı LED'lerin sayısıdır.

LED şeritler için, bir elemanın (diyot) değil, aynı anda tüm bölümün parametreleriyle çalışmak gerekir (1 koşu sayacı standartlarına göre, gerçekte kullanılan sayaç sayısıyla çarpılır).

Bu parça düzenlemesiyle, yalnızca parametrelerde aynı olan diyotların bağlanmasına izin verilir (kendileri voltaj bölücü görevi görürler ve bu nedenle birinin yeterli gücü yoktur).

Hesaplama örneği

U çukuru \u003d 24 V, U sd \u003d 1,8 V (çoğu LED'de bu aralık 1,5 - 2V'dir), I sd \u003d 10 mA (veya 0,01 A, normal değerlerine de karşılık gelir) olsun yaygın olarak kullanılan diyot modelleri). Daha sonra formülün içine koyarak şunu elde ederiz:

R sınırı \u003d (24 - 1.8) / 0.01 \u003d 22,2 / 0.01 \u003d 2220 (Ohm)

Veya 2.22 kOhm (kilo-ohm).

5 diyot varsa, sonuç aşağıdaki gibi olacaktır:

R sınırı \u003d (24 - 1.8 5) / 0.01 \u003d 15 / 0.01 \u003d 1500 (Ohm)

Dirençler sadece sabit değerlerde mevcuttur. Birkaç farklı direnci seri (daha sonra değerleri toplanır) veya paralel (aşağıdaki hesaplama formülü) bağlayarak istediğinizi elde edebilirsiniz.

Kurulumdan önce göstergeyi bir ohmmetre ile ölçmek en iyisidir.

Şemaya dahil etme aşağıdaki gibi yapılabilir.

Pirinç. 3. LED'lerin paralel bağlantısı

Bu durumda her bir "direnç-LED" bölümündeki voltaj aynıdır (paralel bağlantıda sadece akım gücü değişir), bu da hesaplamanın yukarıdaki örneklerdeki gibi yapılacağı anlamına gelir.

Dirençteki güç kaybının hesaplanması

Elemanın içinden geçen akıma direnci ne kadar büyük olursa, ikincisi o kadar fazla iş yapar. Ve işe her zaman enerjinin serbest bırakılması eşlik eder, bu da bir engelleme elemanı olarak direncin kaçınılmaz olarak ısınacağı anlamına gelir.

Direncin gerekenden daha erken bozulmasını önlemek için alınan enerjiyi doğru bir şekilde hesaplamak ve homojen dağılımını sağlamak gerekir.

Devrede direnç seri bağlı olduğu için "diyot-direnç" bölümündeki akım gücü her yerde aynıdır ve hesaplamalarda kullandığımız nominal değeri yani I sd'yi (diyotun kendi direncini) aşmaz. bu durumda ihmal edilebilir, çünkü ihmal edilebilir küçük olduğundan, devre bölümünün direncinin sınırlayıcı direncin değerine çok yakın olduğu ortaya çıkar).

P (W) \u003d I 2 (A) R (Ohm)

Örnek olarak.

Devre bölümünde 0,01 A akım gücü ile 2220 ohm'luk bir direnç için

LED, içinden akım geçtiğinde ışık yayan bir cihazdır.

Cihazın üretimi için kullanılan malzemenin türüne bağlı olarak LED'ler farklı renklerde ışık yayabilir. Bu minyatür, güvenilir, ekonomik cihazlar mühendislik, aydınlatma ve reklam amaçlı kullanılmaktadır.

LED, geleneksel bir yarı iletken diyot ile aynı akım-voltaj karakteristiğine sahiptir. Aynı zamanda, LED üzerindeki ileri voltajın artmasıyla, içinden geçen akım keskin bir şekilde artar.

Az önce bahsettiğimiz yasada şunu belirtmek gerekir ki, direnci asla bu şekilde kullanmadık ve denkleme asla girmedik. Şimdi başka bir temel yasaya geçiyoruz: Direncin nasıl çalıştığını açıklayan Ohm Yasası.

Çok sık göreceğiniz daha yaygın bir formül var. Veya yoğunluğu veya direnci hesaplamak için diğer iki formülasyon yöntemi. Evet, mevcut kelimede tek bir kelime olmadığı için biraz can sıkıcı değil mi? Maalesef 100 yıldır çalışıyoruz, bu yüzden yanınızda taşıyın. 0,5 amperlik bir akımla 3 ohm'luk bir direnç alın. . Ohm yasası önemlidir ve daha fazla çalışmayı hak eder. Bir dizi yeni direniş, yoğunluk ve gerilim önereceğiz ve bunları bilinmeyeni çözmek için kullanacağız.

Örneğin, Kingbright'tan WP710A10LGD tipi yeşil bir LED için, uygulanan ileri voltaj 1,9 V'tan 2 V'a değiştiğinde, akım 5 kat değişir ve 10 mA'ya ulaşır. Bu nedenle, LED doğrudan bir voltaj kaynağına bağlandığında, voltajdaki küçük bir değişiklikle, LED akımı çok büyük bir değere yükselebilir, bu da p-n bağlantısının ve LED'in yanmasına neden olur.

Bir arkadaşınızla çiftler halinde çalışıyorsanız, birbirinize sorun ve cevaplarınızı kontrol edin! Kendinizi ölçebileceğiniz çevrimiçi hesaplayıcılar da vardır. Grafiğimiz biraz meşgul, ama neredeyse bitirdik. Sonunda, yapbozun son parçası. Bu nedenle, piliniz zayıfsa ve aynı zamanda ışıkları açık tutmak istiyorsanız, parlaklığı kontrol etmek istemek için iyi nedenler var. Yukarıdaki teknik sayfa bunu göstermektedir. En sağdaki sütunu görüyor musunuz?

Yeni öğrendiğiniz yasaları pratikte kullanmak çok önemlidir ve bu yüzden yeni bir teste cevap vereceğiz. Yukarıdaki şemaları kullanarak sorunları çözün. Aslında size yardımcı olabilecek çevrimiçi hesap makineleri var, yalnızca elektronik öğrenmenin amacı ıssız bir adada bile hesaplama yapmaktır.

Cihazların kalite özelliklerini belirleyebileceğiniz harfler ve sayılar kullanılarak gerçekleştirilir.

Bu nedenle, LED'ler paralel bağlandığında, her cihaz genellikle kendi sınırlayıcı direnci ile seri olarak bağlanır. Böyle bir direncin direncinin ve gücünün hesaplanması, daha önce düşünülen durumdan farklı değildir.

Yaralanmadın, değil mi? 100 ohm'luk bir dirençten hangi yoğunluk geçer? . Bu deney kartı, üç farklı voltajdan güç aldı ve aynı direnci kullandı. Cevap, akımın kullanımında yatmaktadır. Direnç ışık değil ısı üretir. Bu direnç voltajları ve akımı sonsuza kadar ısı olarak kaybolur ve devremizde işe yaramaz. Pili ısıya çevirmek için yakmak faydasız olduğundan, direncin tükettiği enerjiyi mümkün olduğunca azaltmalıyız ve bunu sağlamanın en iyi yolu voltajı düşük tutmaktır.

LED'leri seri olarak açarken aynı tip cihazları da açmak gerekir.

Ayrıca, kaynak voltajının tüm LED grubunun toplam çalışma voltajından az olmaması gerektiği dikkate alınmalıdır.

Seri bağlı LED'ler için akım sınırlayıcı direncin hesaplanması, öncekiyle aynı kabul edilir. Bunun istisnası, hesaplamada Usv değeri yerine Usb*N değerinin kullanılmasıdır. Bu durumda N, açık olan cihazların sayısıdır.

İleri voltaj değişebileceğinden, dirençler ve piller de değişebileceğinden ve 0,2V civarındaki tüm bu küçük sapmalar beklenen yoğunluk olduğundan bu eşiğin altına inilmesi önerilmez. Setinizde görünecek bir detayı daha öğrenerek bitireceğiz. Eh, o kadar fantastik değildi, çünkü çok yaygın. Potansiyometreler, bir düğmeye basıldığında ayarlanabilir dirençler gibi davranır. Yaklaşan bir eğitimde potansiyometreleri ayrıntılı olarak tartışacağız, bu yüzden bunu küçük bir giriş olarak alacağız!

Potansiyometreler, dirençler gibi, ohm cinsinden bir değere sahiptir, örneğin, bu potansiyometre 2 kohm'dur, potansiyometrelerin ikisi dışta ve biri merkezde olmak üzere üç pimi vardır. Merkez kontağı, imleç kontağı, bazen İngilizce'de "temizleyici" olarak adlandırılır.

Sonuçlar:

1. LED'ler, aydınlatma ve reklamcılık için teknolojide kullanılan yaygın cihazlardır.
2. Sınırlayıcı dirençler, genellikle voltaj değişikliklerine karşı duyarlılıkları nedeniyle LED'lerin arızalanmasını önlemek için kullanılır.
3. Sınırlayıcı direncin direnç değerinin hesaplanması Ohm yasasına göre yapılır.

LED'leri videoya bağlamak için direnç hesaplaması

Potansiyometre açıldığında neden kelimenin tam anlamıyla bir silecek lastiğine benzediği anlaşılabilir! İmleç pimi bir uçtan diğerine hareket ettikçe, o pim ile sol veya sağ pim arasındaki direnç değişir. Sürgü kontağı yan kontağa ne kadar yakınsa, direnç o kadar düşük olur. Potansiyometre tamamen sola döndürüldüğünde, sol pin ile imleç pini arasındaki direnç 0 ohm iken imleç pini ile sağ pin arasındaki direnç 2 kΩ'dur.

Potansiyometre sonuna kadar sağa çevrildiğinde tam tersi olur. İki dış kontak arasındaki direnç her zaman aynıdır. İmleç kontağı ile sol ve sağ arasındaki direnç değişir! Yukarıdan bir potansiyometre 2 koma alalım, buton ortalanmış ise sağ ve sol kontağı arasındaki direnç nedir? Merkezde bu, maksimumun yarısına eşittir, yani 1 koem.

(ışık yayan diyot) - içinden bir elektrik akımı geçtiği anda ışık yayar. Bir LED'e güç vermek için en basit devre, bir güç kaynağı, bir LED ve onunla seri olarak bir dirençten oluşur.

Buna genellikle balast veya akım sınırlayıcı direnç denir. Soru ortaya çıkıyor: “LED'in neden bir dirence ihtiyacı var?”. LED'in yanmasını önlemek için üzerinden akan akımı sınırlamak için bir akım sınırlama direnci gereklidir. Güç kaynağı voltajı, LED üzerindeki voltaj düşüşüne eşitse, böyle bir dirence gerek yoktur.

Sürgü pimi ile sağdaki pim arasındaki direnç nedir? . Bir potansiyometrenin şematik sembolü, imlecin temasını simgeleyen merkezi bir ok ile bir tür dirence benzer. Soldaki küçük ok, potansiyometre saat yönünde çevrildiğinde imleç temasının yönünü gösterir.

Peki ya merkezdeyse? . Cevabı görmek için metni seçin. Ama önce, bu 100 ohm nereden geliyor? İstenen direnci elde etmek için potansiyometreyi ayarlayamaz mıyız? Bu nedenle, onu ortadan kaldırmak için 100 ohm'luk ek bir direncimiz var. Bu, direncin 100 ohm'un altına düşmesini önler.

LED için direncin hesaplanması

Bir balast direncinin direncinin Ohm kanunu ve Kirchhoff kuralları kullanılarak hesaplanması kolaydır. Gerekli direnç değerini hesaplamak için, LED'in nominal voltajını güç kaynağı voltajından çıkarmamız ve ardından bu farkı LED'in çalışma akımına bölmemiz gerekir:

Başlamadan önce, bazı tanımlar

Vay canına, yoğun bir matematik kursuydu. Gelecekteki derslerde yazılıma ve o küçük yanıp sönen diyotlara döneceğiz. Sonuç: Canlı gücü asla sürekli bir aküye veya güç kaynağına bağlamayın!

Vaka Çalışması: Direnç Hesaplaması

Örnek olarak 12 voltluk bir araba aküsü ile çalışan kırmızı bir LED alın.

Direnç Gücü Hesabı

Direnç, birkaç on watt'tan birkaç yüze kadar değişir.

DC akımına gelince, diyot paralel olarak eklenir ve iş mili LED'e göredir. Alternatif akımda voltaj hem pozitif hem de negatiftir. Akım pozitif olduğunda LED yanar ve negatif olduğunda söner. Yüksek ters voltajı desteklemediği için diyotun yanabileceği yer burasıdır. İçinden akım geçmesi için bir diyot eklenecektir. Direnç üzerinden akan akımın LED açıkken olduğundan daha güçlü olduğunu lütfen unutmayın.

• V - güç kaynağı voltajı
• V LED - LED düşme gerilimi
• I - LED çalışma akımı

Aşağıda, LED'in çalışma voltajının rengine bağımlılığının bir tablosu bulunmaktadır:

Bileşenler ve renk kodları

Parıldama riski vardır. Direnç, ölçülmesi, anlaşılması ve yorumlanması en kolay elektronik bileşendir. Bazıları için bu bileşenin kilidini açmak için eksiksiz bir kurs, diğerleri için basit hatırlatıcılar olacak. Bileşenlerin küçük boyutu nedeniyle, bileşen üzerinde net bir işaretleme mümkün değildir, bir renk kodu yapılandırılır, bu kod karşılık gelen renk halkasını her rakamla ilişkilendirir. halkanın farklı anlamları olabilir: sayı, çarpan veya bileşen toleransları.

İşte renk kodu özet tablosu. İşte en yaygın haliyle bir direniş örneği. Yukarıdaki tabloyu kullanarak okumak bize verir. Az önce 4 halkalı bir direncin kodunu çözdük, ancak 5 veya 6 halkalı dirençler de var, bu durumda kodlama aşağıdaki gibidir: 5 halka: 3 anlamlı basamak, çarpan, tolerans. 6 halka: 3 anlamlı basamak, çarpan, toleranslar, sıcaklık katsayısı.

Bu basit devre tüketici elektroniğinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, güç kaynağından gelen fazla güç, balast direncinde ısı olarak dağıldığından hala çok verimli değildir. Bu nedenle, genellikle daha verimli olan daha karmaşık şemalar () kullanılır.

Bir LED için bir direncin direncini hesaplamak için bir örnek kullanalım.

Seri, paralel olarak birkaç direncin kombinasyonu

Şimdiye kadar gördüğümüz dirençlerin renk kodları ve fotoğrafları, algı gerektiren radyal bileşenlerdir. Bu teknoloji, yüzey bileşenlerinde kullanım için giderek daha az kullanılmaktadır. En üstte 10.000 ohm'luk bir direnç ve 10 ohm'luk bir direnç var. Bu işaretleme biraz belirsizdir, ancak bu şekilde tanımlanmıştır. Kayış yerine robotlar tarafından ayarlanması daha kolay olduğu için kullanılırlar. Bir direnç seçmek için değerini hesaplamak gerekir, aynı zamanda dağıtması gereken gücü de hesaplamak gerekir, o zaman uygulamaya göre bir tolerans seçmek gerekecektir.

Sahibiz:

• güç kaynağı: 12 volt
• LED voltajı: 2 volt
• LED çalışma akımı: 30mA

Aşağıdaki formülü kullanarak akım sınırlayıcı direnci hesaplayın:

Geriye bu direniş için hoşgörüyü seçmek kalıyor. En yaygın dirençler %5'lik bir toleransa sahiptir, 180 ohm'luk bir direnç için tolerans aralığı nedir? Uygulamaya bağlı olarak, sapmayı sınırlamak için daha yüksek bir tolerans seviyesi gerekebilir. O zaman 2 çözüm var: - daha düşük toleranslı bir direnç seçin. - daha yüksek tolerans dirençlerinin ölçümü ve sınıflandırılması.

Elektrolüminesan diyot, elektrik akımı geçtiğinde ışık yayabilen elektronik bir bileşendir.

• Hiçbir şey tüketmezler.
• Harika bir hayatları var.
• Çok ısınırlar.
• Hiçbir şeye mal olmazlar.

Farklı şekiller ve renkler var. Fiziksel ilke nispeten karmaşıktır.

Direncimizin 333 ohm'luk bir dirence sahip olması gerektiği ortaya çıktı. Tam değeri seçmek mümkün değilse, en yakın daha büyük direnci almak gerekir. Bizim durumumuzda 360 ohm olacak (satır E24).

LED'lerin seri bağlantısı

Genellikle birkaç LED aynı voltaj kaynağına seri olarak bağlanır. Aynı LED'lerde, toplam akım tüketimi bir LED'in çalışma akımına eşittir ve toplam voltaj, devredeki tüm LED'lerin düşme voltajlarının toplamına eşittir.

Eh, pratik yapmak için yeterince blabla! Elektronlar örneğin yığınlar halindedir. Çok hızlı değil! Biliyorsunuz, sınıfın %90'ının üniversite fiziğinden düştüğü tekrar okuma kısmına bile gelmedik: yoğunluk ve gerilim. Basit olması için su benzetmesini kullanacağız. Büyük bir çekiş biraz şelale gibidir: eğim çok güçlüdür ve çok fazla su sirkülasyonu vardır.

Bu seferki yoğunluk, kanalınızın genişliğine eşdeğerdir. Kanalınız bir metre genişliğinde ise eğim çok yüksek olsa bile su sirkülasyonu olmaz.Kanalınızın iki kıyısı arasında 100 metre varsa değirmeninizde çok su olur: yoğunluk Harika.

Bu nedenle, bu durumda, tüm seri LED dizisi için bir direnç kullanmamız yeterlidir.

Seri bağlantıda bir direncin direncini hesaplama örneği.

Bu örnekte, iki LED seri olarak bağlanmıştır. 2V'de bir kırmızı LED ve 4.5V'de bir UV LED. Diyelim ki her ikisinin de nominal akımı 30 mA.

Videodaki küçük mavi flaşı gördünüz mü? Nasıl atılacağını biliyor. Direnç küçük bir baraj gibidir, tüm o suyu kurtaracaktır, her direniş önemlidir. Doğru direnci bulmak için bir hesaplama yapmanız gerekir. internette.

Ya LED'inizin "özelliklerine" bakıyorsunuz ve yazılması gerekiyor. Bir gösterge olarak, ilk boş pil devrem 10 saat boyunca normal şekilde yandı, ardından giderek daha az yandı. 9V pil ve direnç içeren ikinci devre, yaklaşık 15 saat boyunca normal şekilde çalıştı ve bir gün sonra kapandı.

Kirchhoff kuralından, tüm devredeki voltaj düşüşlerinin toplamının güç kaynağının voltajına eşit olduğu sonucu çıkar. Bu nedenle, direnç üzerindeki voltaj, güç kaynağı voltajı eksi LED'ler üzerindeki voltaj düşüşlerinin toplamına eşit olmalıdır.

Bunun gibi daha fazla makale istiyorsanız, bekleyin! Bu bantlar çok iyi ışık özellikleri sağlar ve doğru kullanılırsa başarılı bir şekilde çalıştırılması neredeyse imkansızdır. Örneğin, otomotiv aydınlatmasında kullanımın, LED'lerin ve onları besleyen ekipmanın güvenli çalışmasını sağlamak için belirli sayıda öğeyi hesaba katması gerektiği görülecektir.

Her 3 LED bloğu arasında bir kapasitör bulunur.

Tipik çalışmada, beyaz bir LED'in 20 mA'da 3 voltluk bir eşik voltajı vardır. Hesapla ilgilenenler için direnç değerini belirlemek için kullanılan formül aşağıdaki gibidir. Bu nedenle seri olarak 3 LED'imiz var, yani. 20 mA'da 9 volt.

Ohm yasasını kullanarak sınırlayıcı direncin direnç değerini hesaplıyoruz:

Direnç en az 183.3 ohm değerinde olmalıdır.

Voltaj düşüşünü çıkardıktan sonra hala 5.5 voltumuz kaldığını unutmayın. Bu, başka bir LED'i bağlamayı mümkün kılar (elbette, direncin direncini yeniden hesapladıktan sonra)

LED'lerin paralel bağlantısı

LED'leri paralel olarak da bağlayabilirsiniz, ancak bu, seri bağlantıdan daha fazla sorun yaratır.

Bir ortak dirençle paralel bağlanan LED'lerin akımını sınırlamak iyi bir fikir değildir, çünkü bu durumda tüm LED'lerin tam olarak aynı çalışma voltajına sahip olması gerekir. Herhangi bir LED'in voltajı daha düşükse, içinden daha fazla akım geçer ve bu da ona zarar verebilir.

Ve tüm LED'ler aynı özelliklere sahip olsalar bile, üretim sürecindeki farklılıklar nedeniyle farklı volt-amper özelliklerine sahip olabilirler. Bu aynı zamanda her LED'den farklı bir akımın akmasına neden olur. Akım farkını en aza indirmek için paralel bağlanan LED'ler genellikle her dizi için bir balast direncine sahiptir.

Çevrimiçi LED Direnç Hesaplayıcı

Bu çevrimiçi hesaplayıcı, şu şekilde bağlanan bir LED için doğru direnç değerini bulmanıza yardımcı olacaktır:

not: onuncu ayırıcı noktadır, virgül değil

Direnç çevrimiçi hesaplayıcısının direncini hesaplama formülü

direnç direnci= (sen– UF)/ EĞER

• sen- güç kaynağı;
• UF- LED'in ileri voltajı;
• EĞER LED akımıdır (miliamper olarak).

Not: Hesaplamada elde edilen dirence sahip bir direnç bulmak çok zordur. Kural olarak, dirençler standart değerlerde (nominal aralık) üretilir. Gerekli direnci bulamazsanız, hesapladığınız en yakın yüksek direnç değerini seçin.

Örneğin, 313.4 ohm'luk bir direnç alırsanız, en yakın standart değeri olan 330 ohm'u alın. En yakın değer yeterince yakın değilse, gerekli direnci birkaç dirençle veya bağlayarak elde edebilirsiniz.