Калькулятор последовательного резистора для светодиодов
Используйте этот калькулятор для определения номинала резистора, который необходимо подключить последовательно со светодиодами для ограничения тока.
Номинал резистора:
150.0 Ом
Как пользоваться калькулятором?
Чтобы воспользоваться калькулятором, просто введите напряжение питания, прямое напряжение, прямой ток и количество светодиодов, и он рассчитает сопротивление, необходимое для питания этих светодиодов при заданном уровне тока.
Вы можете задать прямое напряжение светодиода, введя значение непосредственно в поле ввода прямого напряжения или выбрав цвет светодиода.
В качестве бонуса калькулятор также рассчитывает мощность, потребляемую каждым светодиодом, всеми светодиодами и резистором.
Напряжение и ток светодиода
LED расшифровывается как Light Emitting Diode (светоизлучающий диод). Это особый тип диода, который излучает свет, когда через него в прямом направлении протекает ток. Светодиоды доступны в широком диапазоне цветов, наиболее распространёнными из которых являются красный, зелёный, жёлтый, синий, оранжевый, белый и инфракрасный (невидимый) свет.
Каждый светодиод имеет характерное прямое падение напряжения (Vf). Для большинства маломощных светодиодов типичное падение напряжения составляет от 1,2 В до 3,6 В при токах от 10 мА до 30 мА. Точное падение напряжения, конечно, будет зависеть от используемого полупроводникового материала, цвета, допуска, протекающего прямого тока и других факторов.
Вот таблица, показывающая типичные прямые напряжения светодиодов различных цветов.
Цвет |
Прямое напряжение (В) |
|---|---|
Красный |
1,8 – 2,1 |
Янтарный |
2,0 – 2,2 |
Оранжевый |
1,9 – 2,2 |
Жёлтый |
1,9 – 2,2 |
Зелёный |
2,0 – 3,1 |
Синий |
3,0 – 3,7 |
Белый |
3,0 – 3,4 |
Поскольку светодиод является, по сути, диодом, его вольт-амперные характеристики можно построить для каждого цвета, как показано ниже.
Если не указано иное, следует считать номинальное падение напряжения равным 2 В, а прямой ток – 20 мА.
Токоограничивающий резистор
Если подключить светодиод напрямую к батарее или источнику питания, он попытается рассеять как можно больше мощности и почти мгновенно выйдет из строя.
Поэтому важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод. Для этого мы используем резисторы. Резистор ограничивает поток электронов в цепи и предотвращает попытку светодиода потреблять слишком большой ток.
Токоограничивающий резистор размещается следующим образом:
В приведённой выше схеме на левом узле резистора напряжение равно Vs, а на правом узле – Vf, поэтому напряжение на резисторе равно разности этих двух напряжений.
Применяя закон Ома, токоограничивающий резистор рассчитывается как:
Если у вас несколько светодиодов, соединённых последовательно, следует учитывать суммарное падение напряжения на всех них, которое равно прямому падению напряжения каждого светодиода, умноженному на количество светодиодов.
Модифицируя приведённую выше формулу, получаем:
Потребляемая мощность
Для расчёта потребляемой мощности можно использовать формулы, перечисленные ниже:
Мощность, потребляемая каждым светодиодом:
Мощность, потребляемая всеми светодиодами (суммарная):
Мощность, рассеиваемая на резисторе:
Последняя формула помогает определить номинальную мощность резистора, то есть максимальную мощность, которую он может рассеять без перегрева.
Пример 1
Рассмотрим красный светодиод с прямым падением напряжения 1,8 В, подключённый к источнику питания постоянного тока 5 В. Рассчитаем номинал токоограничивающего резистора, необходимого для ограничения прямого тока примерно до 10 мА.
Используя приведённую выше формулу, токоограничивающий резистор равен:
Это означает, что нам понадобится резистор 320 Ом для ограничения тока до 10 мА.
Пример 2
Допустим, вы хотите запитать три красных светодиода с прямым падением напряжения 1,8 В и прямым током 20 мА от источника 9 В.
Значение токоограничивающего резистора можно найти следующим образом:
Это означает, что нам понадобится резистор 180 Ом для ограничения тока до 20 мА.