Отже, резистор… Базовий елемент побудови електричного кола.

Робота резистора полягає в обмеження струму, що протікає по ланцюгу. НЕ в перетворенні струму на тепло, а саме в обмеження струму. Тобто, без резисторапо ланцюгу тече великий струм, вбудували резистор- Струм зменшився. У цьому полягає його робота, здійснюючи яку даний елемент електричного кола виділяє тепло.

Приклад із лампочкою

Розглянемо роботу резисторана прикладі лампочки на схемі нижче. Маємо джерело живлення, лампочку, амперметр, що вимірює струм, що проходить через ланцюг. І Резистор. Коли резисторв ланцюгу відсутня, через лампочку по ланцюгу побіжить великий струмнаприклад, 0,75А. Лампочка світиться яскраво. Вбудували в ланцюг резистор — у струму з'явився бар'єр, який протікає по ланцюгу. струмзнизився до 0,2А. Лампочка горить менш яскраво. Яскравість, з якою горить лампочка, залежить так само і від напруги на ній. Що напруга — то яскравіше.

Крім того, на резисторівідбувається падіння напруги. Бар'єр не лише затримує струм, а й «з'їдає» частину напруги, прикладеного джерелом живлення до ланцюга. Розглянемо це падіння малюнку нижче. Маємо джерело живлення на 12 вольт. Про всяк випадок амперметр, два вольтметри про запас, лампочку і резистор. Включаємо ланцюг без резистора(ліворуч). Напруга на лампочці 12 вольт. Підключаємо резистор- Частина напруги впала на ньому. Вольтметр (знизу на схемі праворуч) показує 5В. На лампочку залишилися решта 12В-5В = 7В. Вольтметр на лампочці показав 7В.

Зрозуміло, обидва приклади є абстрактними, неточними в плані чисел і розраховані на пояснення суті процесу, що відбувається в резисторі.

Одиниця виміру опору резистора

Основна характеристика резистора - опір. Одиниця виміру опору- Ом (Ohm, Ω). Чим більше опір, тим більший струмвін здатний обмежити, тим більше тепла він виділяє, тим більше напруги падаєна ньому.

Закон Ома для електричного ланцюга

Основний закон усієї електрики. Зв'язує між собою Напруга (V), Силу струму(I) та Опір(R).

Інтерпретувати ці символи людською мовою можна по-різному. Головне - вміти застосувати для кожного конкретного ланцюга. Давайте використовуємо Закон Омадля нашого ланцюга з резисторомі лампочкою, розглянутою вище, і розрахуємо опір резистора, за якого струмвід джерела живлення на 12В обмежиться до 0,2. У цьому вважаємо опір лампочки рівним 0.

V=I*R => R=V/I => R= 12В / 0,2А => R=60Ом

Отже. Якщо вбудувати в ланцюг із джерелом живлення та лампочкою, опір якої дорівнює 0, резисторноміналом 60 Ом, тоді струм, що протікає по ланцюгу, становитиме 0,2А.

Характеристика потужності резистора

Мікропрогер, знай і пам'ятай! Параметр потужності резисторає одним з найважливіших при побудові схем для реальних пристроїв.

Потужність електричного струмуна якійсь ділянці ланцюга дорівнює добутку сили струму, що протікає по цій ділянці на напругана цій ділянці ланцюга. P = I * U. Одиниця виміру 1Вт.

При протіканні струму через резисторздійснюється робота з обмеження електричного струму. При виконанні роботи виділяється тепло. Резисторрозсіює це тепло у навколишнє середовище. Але якщо резисторбуде виконувати занадто велику роботу, виділяти занадто багато тепла - він перестане встигати розсіювати тепло, що виробляється всередині нього, дуже сильно нагріється і згорить. Що станеться внаслідок цього казусу, залежить від твого особистого коефіцієнта удачі.

Характеристика потужності резистора - це максимальна потужність струму, яку він може витримати і не перегрітися.

Розрахунок потужності резистора

Розрахуємо потужність резисторадля нашого кола з лампочкою. Отже. Маємо струм, що проходить по ланцюгу (а значить і через резистор), рівний 0,2А. Падіння напруги на резисторіодно 5В (не 12В, не 7В, а саме 5 - ті самі 5, які вольтметр вказує на резисторі). Це означає що потужність струмучерез резистордорівнює P = I * V = 0,2 А * 5В = 1Вт. Робимо висновок: резистордля нашого ланцюга повинен мати максимальну потужністьне менше (а краще більше) 1Вт. Інакше він перегріється і вийде з ладу.

З'єднання резисторів

Резисториу ланцюгах електричного струму мають послідовне та паралельне з'єднання.

При послідовному з'єднанні опір резисторівє сумою опорівкожного резисторау поєднанні:

При паралельному з'єднаннізагальне опір резисторіврозраховується за формулою:

Залишились питання? Напишіть коментар. Ми відповімо та допоможемо розібратися =)

У статті зроблено спробу показати, чому необхідно використовувати струмообмежуючий резистор для світлодіода. І як можна управляти світлодіодом без резистора. Коли ви читаєте про світлодіоди, ви можете помітити, що всі говорять про необхідність використання струмообмежувального резистора. Але зазвичай не кажуть чому. Якщо подивитися документацію на світлодіод, можна помітити, що вольт-амперна характеристика світлодіода нелінійна. Оскільки світлодіод є напівпровідниковим елементом, його характеристика відрізняється від резистора.

Якщо до резистора прикласти певну напругу, струм через нього можна обчислити за формулою: I = R/V Приклад: I = 100 Ом / 5 В = 20 мА Очевидно, що ця формула не застосовується до світлодіодів, тому що вони є лінійним опором. Якщо подивитися на наведений вище графік, то стає зрозумілим, що підвищення напруги від 0 до 1,6 не призводить до помітного збільшення струму. Якщо прикласти ще трохи більше напруги, струм збільшиться і світлодіод почне світитися. Ми досягли відкриваючого потенціалу для pn-переходу. Відкриваючий потенціал для типового червоного світлодіода знаходиться в діапазоні від 1,7 до 2,2 В. Невеликі зміни напруги призводять до сильних змін прямого струму.

У документації зазвичай вказується абсолютне максимальне значення прямого струму, наприклад 25 мА. Якщо прикласти напругу, що веде до більшого струму, світлодіод вийде з ладу. Отже, життєво важливо залишатися в рамках гранично допустимих параметрів. Якщо під'єднати світлодіод безпосередньо до джерела живлення, він відразу згорить. Сильний струм зруйнує pn-перехід. З цього моменту з'являється резистор, що обмежує. Припустимо, що у нас є червоний світлодіод з максимальним прямим струмом 25 мА і відкриваючим потенціалом 2,1 В. Якщо ми хочемо використовувати 5 В джерело живлення, щоб на ньому впало 2,9 В. Для резистора отримаємо: R = V / I = (5 В – 2.1 В) / 25 мА = 116 Ом. Для безпеки світлодіода використовуйте резистор номіналом 120 Ом або краще 150 Ом.

Так ми не доведемо світлодіод до максимально допустимого струму. R = V / I = (5 - 2 В) / 20 мА = 150 Ом. Для збереження резистора звернемо увагу на потужність, що розсіюється. Вона обчислюється так: P = V * I = 3 В * 20 мА = 60 мВт. Так що найпростіше взяти резистор 150 Ом, 0,25 Вт. Отже, це все про звичайне використання світлодіода з резистором, що обмежує. Світлодіод без струмообмежувального резистора По-перше, чому ми хочемо позбавитися резистора? Є дві причини. Для початку він розсіює енергію. Перетворює електрику на тепло. Ми хочемо отримати світло від світлодіода. Не добре. До того ж, ви можете зменшити кількість компонентів. Пристрій буде економічнішим і на друкованій платі залишиться більше місця. Є два способи обійтись без резистора. Один з них – знизити вхідну напругу.

Якщо весь пристрій може працювати при напрузі, що дорівнює відкритій напрузі світлодіода, це чудово. Резистор не потрібний. Іншим способом є використання широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Це означає, що ми вмикаємо та вимикаємо світлодіод. Якщо це відбувається досить швидко, людське око не помічає різниці. Він інтегрує яскравість за певний проміжок часу, як то кажуть. Часто у документації вказується піковий прямий струм. Наприклад: IF(peak) = 160 mA (піковий прямий струм = 160 мА) Condition: Pulse Width<= 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.

Дивлячись на графік, можна оцінити його рівень близько 3 – 3,2 В, але автор не перевіряв цього. Обидва методи були використані автором для 64-піксельної світлодіодної матриці, де світлодіоди були підключені до мікроконтролера без струмообмежувальних резисторів.

Вхідна напруга була 3, якщо використовувати 2 батареї типу АА або близько 2,4 з використанням акумуляторів. Це дозволяє отримати відкриваючий потенціал світлодіодів. Матриця дозволяє адресувати один рядок повністю в даний момент часу. Ви можете вибирати осередки лише на вибраному рядку, встановлюючи біти стовпців. У наступний момент часу перший рядок вимикається, підключається другий, і т.д. Так ви перемикаєте у циклі всі рядки. Це робиться так швидко, що бачити миготіння неможливо. Кожен рядок оновлюється із частотою приблизно 2 кГц та заповненням імпульсу 1/8 (бо рядків 8).

Якщо для керування світлодіодом або світлодіодною матрицею ви використовуєте мікроконтролер, потрібно звернути увагу на гранично допустимий струм мікроконтролера. Кожен I/O висновок може бути джерелом або поглиначем певного струму.

У документації до ATtiny2313 на сторінці 181 написано: Absolute Maximum Ratings (абсолютні максимальні параметри):

* DC Current per I/O pin: 40.0 mA (постійний струм - 40 мА на висновок) І на сторінці 182 є зауваження: 4. Although each I/O port can sink more than the test conditions (10 mA at VCC = 5V, 5 mA at VCC = 3V) під стереотипними умовами (неперевірені), що слід мусить бути помічений: 1] Сума всіх IOL, для всіх портів, не повинна exceed 60 mA. Якщо IOL exceeds до тесту умов, VOL може exceed the related specification. Pins є не guaranteed до sink current greater than the listed test condition.

(4. незважаючи на те, що I/O струм при тестуванні становить 10 мА при живленні 5 В і 5 мА при живленні 3 В, відсутність перехідних процесів має спостерігатися: 1) Сума всіх струмів, що втікають в процесор, для всіх портів не повинна перевищувати 60 мА. Якщо струм, що втікає, перевищує тестові умови, то напруга логічного нуля може перевищувати номінальні значення.

Як можна зрозуміти, якщо ви намагаєтеся отримати струм більше 10 мА, високий або низький рівень вихідної напруги може вийти за рамки, гарантовані виробником. Погляд на наступні два графіки документації може прояснити цю річ.

Цей графік показує як вихідна напруга виведення просідає при збільшенні струму для живлення 2,7 В. 2,7 Це не ті 3 В, які можуть забезпечити 2 батареї АА типу, але на даний момент це досить близько. Як видно, якщо споживається більше струму, вихідна напруга падає. При 5 мА маємо напругу 2,5 В, а при 15 мА напруга падає до 2,1 В.

Цей графік показує як вихідна напруга виведення залежить від струму, що входить у вивід. В цьому випадку при споживанні більшого струму вихідна напруга збільшується. При 5 мА напруга дорівнює 0,15 В і при 15 мА воно зростає до 0,5 В. Щоб перевірити, чи можна в даній схемі використовувати ATtiny2313, потрібно провести деякі обчислення. Для матриці ми не маємо документації з красивими графіками, але є деякі цифри. Forward Voltage: 1.80 - 2.20 V (Пряма напруга: 1,8 - 2,2 В) Maximum Rating: Forward Current: 25 mA (Граничний струм: 25 мА) Припустимо, що світлодіод працює при 1,8 В та 5 мА.

Це виглядає розумним, якщо подивитися на іншу документацію. Тепер, якщо проаналізувати показані вище 2 графіки при струмі 5 мА, отримаємо 2,5 для виведення - джерела і 0,15 для виведення - стоку. 2.5 В – 0.15 В = 2.35 В Таким чином, ми отримуємо 2,35 В для світлодіода. Це більше, ніж ми припускали (1,8 В). Більша напруга для світлодіода означає більший струм. Тепер порахуємо на 10 мА. Аналізуючи знову, отримаємо 2,3 для виведення - джерела і 0,3 для виведення - стоку. 2.3 - 0.3 В = 2.0 В Як видно, якщо напруга на світлодіоді підвищується, струм також збільшується. Збільшення струму призводить до зменшення/збільшення вихідної напруги на виводі - джерелі/стоку. І це означає зменшення струму.

Тобто. на якомусь рівні струм стабілізується. Схоже, 2,0 при 10 мА підходить для світлодіода і мікроконтролера. Це справедливо для світлодіоду двома висновками. А якщо ми хочемо керувати всією лінійкою з 8 світлодіодів? У цьому випадку ми маємо 8 висновків – джерел, 8 світлодіодів та один висновок – стік. З наведеного вище прикладу випливає, що 10 мА на кожен світлодіод відповідає 80 мА (!). Це багато. На графіку це навіть не показано. Припустимо, що у сумі ми маємо лише 25 мА, тоді виходить 3,125 мА на світлодіод.

Це дає 2,6 на кожному джерелі і 1,0 на стоку. 2.6 В - 1.0 В = 1.6 В Це означає, що для кожного світлодіода залишається 1,6 В, що трохи менше відкриття потенціалу. Світлодіоди будуть затемнені. Знову ж таки, якщо світлодіоди споживають більше струму, мікроконтролер дасть їм меншу вихідну напругу. У такому разі яскравість рядків залежатиме від кількості підключених осередків: рядки з меншою кількістю діодів, що горять, будуть яскравішими. Всі ці підрахунки та вивчення відповідної документації допоможуть зрозуміти у яких випадках потрібно, а у яких не потрібно використовувати струмообмежуючий резистор.

Щоб зрозуміти, що таке опір, давайте уявімо трубу, якою тече вода. Так як руху води в трубі нічого не заважає, напір на виході труби дорівнюватиме натиску на вході труби. Тепер давайте подумки розріжемо трубу на дві частини і помістимо між ними сітку, таку ж, як у ситечка, яким ми сіємо муку. Бажано ще уявити, що ця сітка має деяку товщину, але це необов'язково. Тепер напір на виході труби буде відрізнятися від напору на вході труби, а наскільки він буде відрізнятися залежатиме від розміру сітки.

Якщо провести аналогію з електричним ланцюгом, то струм - це вода, а резистор - сітка, а розмір осередку - опір. Функція сітки – обмеження потоку води, а основне призначення резистора в електричних ланцюгах – обмеження струму.

Допуск показує наскільки реальний опір резистора може відрізнятися від заявленого. Резистор 100 ом з допуском в 5%, насправді може мати опір від 95 до 105 ом.

Відомо що при протіканні струму через провідник останній нагрівається, тобто електрична енергія перетворюється на теплову. Потужність резистора визначає скільки тепла він здатний розсіювати. З іншого боку, якщо записати формулу потужності так

P = U²/R

P = I²*R

Стає зрозуміло, що потужність визначає максимальний струм, що протікає через резистор або максимальну напругу, яка може бути додана до нього. Як правило, більш потужні резистори мають великі розміри.

Застосування резистора.

Струмообмежуючий резистор.
Як Ви думаєте, чи можна підключити світлодіод, падіння напруги на якому 2V, до крони на клемах якої напруга 9V?
Звичайно можна, треба тільки обмежити поточний струм через світлодіод і в цьому нам допоможе резистор.

Такий резистор називають струмообмежуючим, тому що в цій схемі він призначений для обмеження струму через світлодіод. Його опір легко розрахувати, скориставшись законом Ома.

I = (Uкрони - Uдіода)/ R

А струм через світлодіод не повинен перевищувати 20mA, тоді ми отримаємо наступне

R = (Uкрони - Uдіода)/ I

R = (9 –2)/0.02 = 350 ом

Опір можна взяти більшого номіналу, наприклад 470 ом, при цьому діод не так яскраво світиться.

Підтягуючий резистор.
На малюнку нижче зображені 4 мікросхеми, до двох верхніх кнопка підключена без резистора, що підтягує, а до двох нижнім з підтягуючим резистором.

Давайте розглянемо дві верхні мікросхеми, коли натиснута кнопка, на першому виведенні лівої мікросхеми буде 0V або логічний нуль, а на першому виведенні правої мікросхеми буде напруга живлення або логічна одиниця. Визначити в якому стані знаходиться виведення мікросхеми, коли кнопка не натиснута не можна, висновок просто бовтається в повітрі і ловить наведення, які є джерелом помилкових спрацьовувань. Стан першого виведення нижніх мікросхем завжди визначено, у лівої мікросхеми, на першому виведенні, коли кнопка не натиснута - логічна одиниця, коли кнопка натиснута - логічний нуль, у правої навпаки. Якщо замінити підтягуючий резистор шматком дроту, то при натисканні кнопки плюс підключався б до мінуса і струм прагнув би до нескінченності.
Підіб'ємо підсумки, підтягуючий резистор дозволяє уникнути стану невизначеності і обмежує струм.

Дільник напруги.
За допомогою двох послідовно з'єднаних резисторів можна розділити напругу крони на кілька частин, причому чим більший опір резистора, тим більше падіння напруги на ньому.

Розрахувати падіння напруги на кожному з резисторів дуже просто, для цього треба за законом Ома обчислити струм, що протікає через них і помножити його на опір кожного з резисторів.

Завдання коефіцієнта посилення операційного підсилювача (ОУ)
У цій схемі за допомогою резисторів задається коефіцієнт посилення ОУ, але якщо придивитися стає зрозуміло, що резистори на схемі утворюють звичайний дільник.

Часові ланцюги.
Резистор спільно з конденсатором утворює RC ланцюжок, за допомогою якого можна вимірювати часовий проміжок. Докладніше про це можна прочитати.

Фільтри.
Така ж RC ланцюжок може бути використана як фільтр, високих або низьких частот.

Такі фільтри називають пасивними, залежно від номіналу резистора та конденсатора вони можуть без зміни пропускати одні частоти та послаблювати інші.

Крім звичайного резистора про який писалося вище, існують резистори здатні змінювати свій опір залежно від зовнішніх умов. Наприклад, термістор, який змінює опір в залежності від температури, або фоторезистор, опір якого залежить від освітлення.

Багато користувачів при підключенні діодної стрічки або окремого світлодіода до джерела живлення виявляють, що елемент відмовляється горіти як належить або ще гірше – просто перегорає.

Справа в тому, що вузол підключається до живлення без належного захисту та попередніх розрахунків.

Завдання це, як не дивно, вирішується дуже легко. Існує безліч онлайн-інструментів для автоматичного виконання розрахунків, але не всім таким результатам можна довіряти. І краще спочатку розібратися в принципах, а потім порахувати для надійності все вручну, тим більше, що ця операція досить проста.

Що потрібно знати

Якщо ви не знаєте трьох законів (правил) Кірхгофа для електричних контурів, то заспокойтеся, їх знання вам і не знадобиться. Єдина необхідна формула описується законом Ома ділянки ланцюга.

Вона має такий вигляд.

Читається так: сила струму ділянки ланцюга прямопропорційна напрузі і обернено пропорційна опору на ньому ж. Або так: сила струму дорівнює напрузі, розділеному на опір (самий спрощений варіант).

Формула легко перетворюється на інші при необхідності.

У розрахунках ми використовуватимемо останню.

В оригіналі формула трохи складніша, тому що враховує внутрішній опір і ЕРС самого джерела струму.

Але ними ми сміливо можемо знехтувати в цих умовах завдання.

Таким чином, нам знадобляться такі параметри:

1.Вихідні характеристики струму та напруги у місці підключення.Якщо це ділянка ланцюга, то значення краще виміряти амперметром і вольтметром. Якщо пряме підключення до джерела струму (це може бути випрямляч, батарея живлення або акумулятор), достатньо буде знати їх номінальні значення, позначені в маркуванні або супровідній документації.

2.Максимальні (гранично допустимі) і номінальні значення напруги живлення та сили струму для світлодіода, що підключається.Дізнатися їх можна найчастіше з маркування радіодеталі. Якщо це світлодіодна стрічка, то у супровідній документації.

Розрахунок при послідовному підключенні

Насправді, послідовне включення світлодіодів разом з обмежуючим опором - схема, що найчастіше застосовується. Так, наприклад, світлодіодна стрічка є нічим іншим, як безліч світлодіодів, з'єднаних між собою послідовно.

Рис. 1. Світлодіодна стрічка

Для наочності важлива схема.

Рис. 2. Принципова схема

У цьому випадку резистор виступатиме як дільник напруги та обмежувач струму.

Формула буде виглядати так.

R огр = (U піт - U сд) / I сд

• R огр – це номінал обмежувального резистора;
• U піт - напруга на джерелі живлення (або ділянці ланцюга, куди підключається блок "діод-резистор");
• U сд - номінальна робоча напруга світлодіода (див. у техдокументації);
• I сд – номінальне (робоче) значення сили струму на світлодіоді (див. у техдокументації до світлодіоду).

Якщо необхідно підключити відразу кілька діодів, то формула виглядатиме так.

R огр = (U піт - N · U сд) / I сд

Де N – кількість світлодіодів, підключених послідовно.

Для світлодіодних стрічок необхідно оперувати параметрами не одного елемента (діода), а відразу всієї ділянки (виходячи з нормативів для 1 погонного метра, помножених на кількість метрів, що реально використовуються).

При такому розташуванні деталей допускається з'єднання тільки діодів, однакових за параметрами (вони самі виступають дільниками напруги і тому комусь просто не вистачить живлення).

Приклад розрахунку

Нехай U піт = 24 В, U сд = 1,8 В (у більшості світлодіодів це діапазон 1,5 - 2В), I сд = 10 мА (або 0,01 А, що також відповідає нормальним значенням моделей діодів, що широко використовуються). Тоді підставивши у формулу отримуємо:

R огр = (24 - 1,8) / 0,01 = 22,2 / 0,01 = 2220 (Ом)

Або 2,22 кОм (кілоом).

Якщо діодів буде 5, то результат буде таким:

R огр = (24 - 1,8 · 5) / 0,01 = 15 / 0,01 = 1500 (Ом)

Резистори випускаються лише фіксованих значень. Отримати необхідне можна з'єднавши кілька різних опорів послідовно (тоді їх номінал складатиметься) або паралельно (формула розрахунку нижче).

Перед монтажем найкраще виміряти показник омметром.

Включення до схеми може виконуватися так, як зазначено нижче.

Рис. 3. Паралельне підключення світлодіодів

У цьому випадку напруга на кожній ділянці "резистор-світлодіод" однакова (при паралельному підключенні змінюється тільки сила струму), а значить, розрахунок вестиметься як і в прикладах вище.

Розрахунок розсіюваної потужності на резисторі

З огляду на те, що чим більший опір надає елемент струму, що проходить через нього, тим більшу роботу робить останній. А робота завжди супроводжується виділенням енергії, отже і резистор, як блокуючий елемент, неминуче грітиметься.

Щоб опір не вийшов з ладу раніше, ніж це потрібно, слід правильно розрахувати енергію, що отримується, і забезпечити рівномірне її розсіювання.

Так як резистор включений у ланцюг послідовно, то на ділянці "діод-резистор" сила струму скрізь однакова і не перевищує номінальний показник, який ми використовували в розрахунках, тобто I сд (власним опором діода в даному випадку можна знехтувати, оскільки воно мізерне мало, виходить, що опір ділянки ланцюга дуже близько до номіналу резистора, що обмежує).

P (Вт) = I 2 (А) · R (Ом)

В якості прикладу.

Для опору 2220 Ом при силі струму дільниці ланцюга 0,01 А

Світлодіод – прилад, який при проходженні через нього струму випромінює світло.

Залежно від типу використовуваного матеріалу для виготовлення приладу світлодіоди можуть випромінювати світло різного кольору. Ці мініатюрні, надійні, економічні прилади використовуються в техніці, для освітлення та рекламних цілях.

Світлодіод має таку ж вольтамперну характеристику, як і звичайний напівпровідниковий діод. При цьому при підвищенні прямої напруги на світлодіоді струм, що проходить через нього, різко зростає.

У законі, який ми щойно згадували, слід зазначити, що ми ніколи не використовуємо опір як такий і ніколи не входимо до рівняння. Тепер ми переходимо до іншого суттєвого закону: Закон Ома, який визначає функціонування опору.

Існує поширена формула, яку ви побачите дуже часто. Або два інших методи формулювання для розрахунку інтенсивності чи опору. Так, це трохи дратує, хіба це не так, оскільки немає жодного слова у поточному слові? На жаль, на нас працює 100 років, тож просто нести із собою. Візьмемо резистор 3 Ом із струмом 0,5 ампер. . Закон Ома має важливе значення і заслуговує на подальше вивчення. Ми запропонуємо низку нових опорів, інтенсивностей та напруженості, і ми будемо використовувати їх для вирішення невідомого.

Наприклад, для зеленого світлодіода типу WP710A10LGD компанії Kingbright при зміні прикладеної прямої напруги від 1,9 В до 2 В струм змінюється в 5 разів і досягає 10 мА. Тому при прямому підключенні світлодіода до джерела напруги при невеликій зміні напруги струм світлодіода може зрости до дуже великого значення, що призведе до згоряння переходу p-n і світлодіода.

Якщо ви працюєте парами з одним, запитайте один одного та перевірте свої відповіді! Існують також онлайн-калькулятори, проти яких ви можете виміряти себе. Наша діаграма трохи завантажена, але майже закінчили. Зрештою, останній фрагмент головоломки. Тому є вагомі причини, щоб хотіти контролювати яскравість, якщо у вас низький заряд батареї, але ви хочете зберегти світло одночасно. Зазначений технічний лист показує це. Ви бачите найправіший стовпець?

Дуже важливо використовувати закони, які ви щойно дізналися на практиці, і саме тому ми реагуватимемо на нову вікторину. Вирішити проблеми, використовуючи наведені вище діаграми. Насправді є онлайн-калькулятори, які могли б вам допомогти, тільки мета навчання електроніці – виконувати обчислення навіть на безлюдному острові.

Здійснена із застосуванням літер та цифр, за допомогою яких можна визначити якісні характеристики пристроїв.

Тому при паралельному включенні світлодіодів зазвичай до кожного приладу послідовно підключають свій резистор, що обмежує. Розрахунок опору та потужності такого резистора нічим не відрізняється від раніше розглянутого випадку.

Ви не постраждали, чи не так? Яка інтенсивність проходить через опір 100 Ом? . Ця експериментальна плата харчувалася від трьох різних напруг і використовувала такий самий опір. Відповідь полягає у використанні струму. Опір не справляє світло, а тепло. Ці напруги і струм резистора губляться назавжди, як тепло, і марні в нашому ланцюзі. Оскільки марно спалювати батарею, щоб перетворити її на тепло, ми повинні максимально зменшити споживану енергію по опору і найкращий спосіб досягти цього - підтримувати низьку напругу.

При послідовному включенні світлодіодів необхідно вмикати прилади одного типу.

Крім того, треба враховувати те, що напруга джерела має бути не меншою за сумарну робочу напругу всієї групи світлодіодів.

Розрахунок струмообмежувального резистора для світлодіодів послідовного включення вважаються так само, як і раніше. Виняток у тому, що з обчисленні замість величини Uсв використовується величина Uсв*N. У разі N - це кількість включених приладів.

Не рекомендується йти нижче цього порога, оскільки пряма напруга може змінюватися, резистори та батареї також, і всі ці невеликі відхилення, що становлять близько 0, 2 В, очікувана інтенсивність. Ми закінчимо, дізнавшись про ще одну деталь, яка з'явиться у вашому наборі. Ну, це було не так і фантастично, адже це навіть дуже поширене. Потенціометри діють як регульовані резистори одним натисканням кнопки. Ми докладно обговоримо потенціометри у майбутньому підручнику, тож розглянемо це як невелике запровадження!

Потенціометри, як і резистори, мають значення в омах, наприклад, цей потенціометр становить 2 кома, потенціометри мають три контакти, два зовні та один по центру. Центральний контакт, контакт курсора іноді називається «очисником» англійською мовою.

Висновки:

1. Світлодіоди - широко поширені прилади, що використовуються в техніці, для освітлення та реклами.
2. Щоб уникнути виходу з ладу світлодіодів через їхню чутливість до змін напруги для них часто використовують резистори, що обмежують.
3. Розрахунок значення опору обмежує резистора виробляється з урахуванням закону Ома.

Розрахунок резистора для підключення світлодіодів на відео

Можна зрозуміти, чому при відкритті потенціометра він буквально нагадує щітку склоочисника! Поки контакт курсора переміщується від одного кінця до іншого, опір між цим контактом та контактом ліворуч або праворуч змінюється. Що ближче контакт повзуна до бокового контакту, то нижче опір. Коли потенціометр повернутий у крайнє ліве положення, опір між лівим контактом та контактом курсору становить 0 Ом, тоді як резистор між контактом курсору та правим контактом становить 2 коми.

Коли потенціометр повертається у крайнє праве становище, відбувається зворотне. Опір між двома зовнішніми контактами завжди є однаковим. Опір між контактом курсору та ліворуч та праворуч змінюється! Візьмемо потенціометр 2 грудки зверху, якщо кнопка центрована, то який опір між контактом правого та лівого? У центрі це еквівалентно половині максимуму, тому одним.

(Світловипромінюючий діод) - випромінює світло в той момент, коли через нього протікає електричний струм. Найпростіша схема для живлення світлодіодів складається з джерела живлення, світлодіода та резистора, підключеного послідовно з ним.

Такий часто називають баластним або струмообмежуючим резистором. Виникає питання: "А навіщо світлодіоду резистор?". Струмообмежуючий резистор необхідний обмеження струму, що протікає через світлодіод, з метою захисту від згоряння. Якщо напруга джерела живлення дорівнює падінню напруги на світлодіоді, то в такому резистори немає необхідності.

Який опір між контактом повзунка та контактом справа? . Схематичний символ потенціометра нагадує своєрідний опір із центральною стрілкою, що символізує контакт курсора. Маленька стрілка вліво вказує напрямок контакту курсора, коли потенціометр повертається за годинниковою стрілкою.

А якщо він розташований у центрі? . Виберіть текст, щоб побачити відповідь. Але по-перше, звідки беруться ці 100 Ом? Чи можемо ми не просто налаштувати потенціометр для досягнення бажаного опору? Тому ми маємо додатковий опір 100 Ом для його усунення. Це запобігає падінню опору резистора нижче 100 Ом.

Розрахунок резистора для світлодіода

Опір баластного резистора легко розрахувати, використовуючи закон Ома та правила Кірхгофа. Щоб розрахувати необхідний опір резистора, нам необхідно з напруги джерела живлення відняти номінальну напругу світлодіода, а потім розділити цю різницю на робочий струм світлодіода:

Перш ніж ми почнемо, деякі визначення

Вауу, це був курс інтенсивної математики. Ми повернемося до програмного забезпечення та цих маленьких миготливих діодів у майбутніх підручниках. Висновок: ніколи не підключайте живе живлення до безперервної батареї або джерела живлення!

Конкретний приклад: розрахунок опору

Візьмемо як приклад червоний світлодіод, що приводиться в дію автомобільною батареєю напругою 12 вольт.

Розрахунок потужності резистора

Опір коливається від кількох десятків Ват до кількох сотень.

Що стосується постійного струму, діод додається паралельно і шпиндель щодо світлодіода. У змінному струмі напруга як позитивним, і негативним. Коли струм позитивний, світлодіод спалахує, а коли він негативний, він відключається. Тут діод може підсмажуватись, тому що він не підтримує високу зворотну напругу. Діод буде додано так, що струм пройде крізь нього. Зверніть увагу: струм, що протікає через резистор, сильніший, ніж під час роботи світлодіода.

• V - напруга джерела живлення
• V LED - напруга падіння на світлодіоді
• I – робочий струм світлодіода

Нижче представлена ​​таблиця залежності робочої напруги світлодіода від його кольору:

Компоненти та колірні коди

Існує ризик сцинтиляції. Опір – це найпростіший електронний компонент для вимірювання, розуміння та інтерпретації. Для деяких це буде повний курс, щоб відкрити цей компонент, для інших простих нагадувань. Через невеликий розмір компонентів чітке маркування на компоненті неможливе, колірний код налаштований, цей код пов'язує відповідне кольорове кільце з кожною цифрою. кільце може мати різний зміст: число, множник або допуск компонента.

Ось зведена таблиця колірного коду. Ось приклад опору у найпоширенішій формі. Читання з використанням наведеної таблиці дає нам. Ми тільки-но декодували 4-кільцевий резистор, однак є також резистори з 5 або 6 кільцями, в цьому випадку кодування виглядає так:. 5 кілець: 3 значущі цифри, множник, толерантність. 6 кілець: 3 значущі цифри, множник, допуски, температурний коефіцієнт.

Хоча ця проста схема широко використовується в побутовій електроніці, але все ж таки вона не дуже ефективна, так як надлишок енергії джерела живлення розсіюється на баластному резисторі у вигляді тепла. Тому, найчастіше використовуються складніші схеми () які мають більшу ефективність.

Давайте, на прикладі здійснимо розрахунок опору резистора для світлодіода.

Поєднання кількох резисторів послідовно, паралельно

Колірний код та фотографії резисторів, які ми бачили досі радіальних компонентів, що вимагають сприйняття. Ця технологія все менше використовується для використання на поверхневих компонентах. Нагорі опір 10 000 Ом та опір 10 Ом. Це маркування дещо неоднозначне, але воно було визначено таким чином. Вони використовуються, тому що їх легко налаштувати роботами, ніж ремінець. Щоб вибрати опір, необхідно розрахувати його значення, але також потужність, яку він повинен розсіяти, тоді необхідно вибрати допуск відповідно до додатку.

Ми маємо:

• джерело живлення: 12 вольт
• напруга світлодіода: 2 вольти
• робочий струм світлодіода: 30 мА

Розрахуємо струмообмежуючий резистор, використовуючи формулу:

Мені залишається обирати толерантність до цього опору. Найбільш поширені резистори мають допуск 5%, який діапазон допуску для опору 180 Ом? Залежно від програми може знадобитися більш високий рівень допуску, щоб обмежити відхилення. Тоді є 2 рішення: - Виберіть опір з нижчим допуском. - Вимірювання та сортування опорів вищого допуску.

Електролюмінесцентний діод є електронним компонентом, здатним випромінювати світло, коли він проходить електричний струм.

• Вони нічого не споживають.
• У них чудове життя.
• Вони дуже нагріваються.
• Вони нічого не варті.

Існують різні форми та кольори. Фізичний принцип щодо складний.

Виходить, що наш резистор повинен мати опір 333 Ом. Якщо точне значення з підібрати не виходить, необхідно взяти найближчий більший опір . У нашому випадку це буде 360 Ом (ряд E24).

Послідовне з'єднання світлодіодів

Часто кілька світлодіодів послідовно підключають до одного джерела напруги. При однакових світлодіодів їхній загальний струм споживання дорівнює робочому струму одного світлодіода, а загальна напруга дорівнює сумі напруг падіння всіх світлодіодів у ланцюзі.

Ну, досить блабла, щоб попрактикуватися! Електрони знаходяться, наприклад, у палях. Не так швидко! Знаєте, ми ще не підійшли до перечитаної частини, де 90% класу випадає з фізики у коледжі: інтенсивність та напруга. Щоб зробити його простим, ми використовуватимемо аналогію з водою. Велика напруга трохи схожа на водоспад: схил дуже сильний і циркулює багато води.

Інтенсивність цього разу еквівалентна ширині каналу. Якщо ваш канал має ширину один метр, циркуляції води не буде, навіть якщо нахил дуже високий. Якщо є 100 метрів між двома берегами вашого каналу, у вашому млині буде багато води: інтенсивність велика.

Тому в даному випадку нам достатньо використовувати один резистор для всього послідовного ланцюжка світлодіодів.

Приклад розрахунку опору резистора при послідовному підключенні.

У цьому прикладі два світлодіоди з'єднані послідовно. Один червоний світлодіод з напругою 2В та один ультрафіолетовий світлодіод з напругою 4,5В. Допустимо, обидва мають номінальну силу струму 30 мА.

Ви бачили маленький синій спалах на відео? Вона вміє викидати. Опір схожий на невелику греблю, це дозволить зберегти всю цю воду, кожен опір має значення. Щоб знайти правильний опір, вам потрібно зробити розрахунок. в інтернеті.

Або ви дивитеся на «специфікації» вашого світлодіода, і він має бути написаний. Як індикатор: моя перша схема з плоскою батареєю спалахувала нормально протягом 10 годин, потім все менше і менше. Друга схема з батареєю 9 і резистором функціонувала нормально протягом приблизно 15 годин і відключилася через один день.

З правила Кірхгофа випливає, що сума падінь напруги у всьому ланцюгу дорівнює напрузі джерела живлення. Тому на резисторі напруга має дорівнювати напруги джерела живлення мінус сума падіння напруги на світлодіодах.

Якщо ви хочете більше статей, подібних до цього, зачекайте! Ці стрічки забезпечують дуже хороші світлові характеристики і за умови правильного використання практично не піддаються вдалій експлуатації. Буде видно, що використання при освітленні автомобілів, наприклад, має враховувати певну кількість елементів, щоб забезпечити безпечну роботу для світлодіодів та обладнання, що їх подає.

Між кожним блоком із 3 світлодіодів знаходиться конденсатор.

У типовій роботі білий світлодіод має граничну напругу 3 вольта при струмі 20 мА. Для тих, хто цікавиться розрахунком, формула, що використовується для визначення значення опору, є такою. Тому маємо 3 світлодіода послідовно, тобто. 9 вольт за 20 мА.

Використовуючи закон Ома, обчислюємо значення опору обмежувального резистора:

Резистор повинен мати значення щонайменше 183,3 Ом.

Зверніть увагу, що після віднімання падіння напруги у нас залишилося ще 5,5 вольт. Це дає можливість підключити ще один світлодіод (звісно ж, попередньо перерахувавши опір резистора)

Паралельне з'єднання світлодіодів

Також можна підключити світлодіоди і паралельно, але це створює більше проблем, ніж при послідовному з'єднанні.

Обмежувати струм паралельно з'єднаних світлодіодів одним загальним резистором не зовсім хороша ідея, оскільки в цьому випадку всі світлодіоди повинні мати однакову робочу напругу. Якщо якийсь світлодіод матиме меншу напругу, то через нього потече більший струм, що може пошкодити його.

І навіть якщо всі світлодіоди матимуть однакову специфікацію, вони можуть мати різну вольт-амперну характеристику через відмінності у процесі виробництва. Це також призведе до того, що через кожен світлодіод буде текти різний струм. Щоб мінімізувати різницю в струмі, світлодіоди, підключені в паралель, зазвичай мають баластний резистор для кожної ланки.

Онлайн калькулятор розрахунку резистора для світлодіода

Цей онлайн калькулятор допоможе вам знайти потрібний номінал резистора для світлодіода, підключеного за наступною схемою:

примітка: роздільником десятих є точка, а не кома

Формула розрахунку опору резистора онлайн калькулятора

Опір резистора= (U– U F)/ I F

• U- джерело живлення;
• U F- Пряма напруга світлодіода;
• I F- Струм світлодіода (в міліамперах).

Примітка:Занадто складно знайти резистор із опором, який вийшов при розрахунку. Як правило, резистори випускаються у стандартних значеннях (номінальний ряд). Якщо ви не можете знайти необхідний резистор, виберіть найближче більше значення опору, який ви розрахували.

Наприклад, якщо ви отримали опір 313,4 Ом, то візьміть найближче стандартне значення, яке становить 330 Ом. Якщо найближче значення є недостатньо близьким, ви можете отримати необхідний опір шляхом або з'єднання декількох резисторів.