Wie wirkt sich der Strombegrenzungswiderstand einer LED auf Strom- und Spannungsabfälle aus?

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Ich habe ein bisschen Probleme beim Verstehen von Strombegrenzungswiderständen in einfachen LED-Schaltkreisen. Ich weiß, dass ich den optimalen Widerstand wie folgt bestimmen kann:

$\displaystyle R=\frac{V_{s}-V_{f}}{I_{f}}$

Es fällt mir jedoch schwer zu verstehen, wie dieser eine Wert die Spannung und den Strom auf die richtigen Werte für die LED ändert. Wenn zum Beispiel meine Berechnungen für eine superhelle blaue LED (mit von 3,0-3,4 V und von 80 mA und einer Spannungsquelle von 5 V) 25 Ohm ergeben (unter Verwendung der Untergrenze von die Vorwärtsspannung), das ist in Ordnung. Der Strom sollte also durchgehend 80 mA betragen und der Spannungsabfall für den Widerstand und die LED sollte 2 bzw. 3 Volt betragen. $V_{f}$ $I_{f}$

Aber was ist, wenn ich stattdessen einen 100-Ohm-Widerstand verwende? Oder irgendeinen anderen Wert - wie würde ich die Spannungsabfälle und den Strom berechnen? Würde ich davon ausgehen, dass einer von ihnen gleich bleibt?

led voltage resistors current mk12
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Der LED-Durchlassspannungsabfall bleibt (ungefähr) gleich, aber der Strom kann sich ändern, sodass die Berechnung wie folgt lautet (Lösung nach I mit der gleichen Gleichung):

{ich}_{L E D} = \frac{(V_{s} - V_{f})}{R}

$I_{LED} = {(V_s - V_f)\over{R}}$

${V_f}$ $100\Omega$ ${(5V - 3V)\over{100 \Omega }} = 20 mA$

Wenn Sie also wissen, welchen Strom Sie möchten, schließen Sie einfach die Werte an, z. B. für 10 mA:

R = \frac{(5 V - 3 V)}{0,01 EIN} = 200 Ω

$R = {(5V - 3V)\over{0.01 A}} = {200 \Omega}$

Grundsätzlich bedeutet die Tatsache, dass die Versorgung und die LED-Durchlassspannung relativ statisch sind, dass jeder Widerstand, den Sie eingeben, auch eine statische Spannung aufweist (z. B. ~ 2 V in diesem Fall) Sie können diese Spannung ermitteln und einen Widerstandswert auswählen, der dem gewünschten Strom entspricht.

Unten sehen Sie die VI-Kurve einer Diode (von der Wiki- LED-Seite ). Beachten Sie, dass der Strom stark ansteigt (exponentiell), die Spannung jedoch in etwa gleich bleibt, wenn die "Ein" -Spannung erreicht ist.

Diodenkurve

Für eine genauere Steuerung des Stroms würden Sie einen konstanten Strom verwenden, wie es die meisten LED-Treiber-ICs bieten.

Oli Glaser
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Ok, das macht Sinn, als ich einen 10k Widerstand zum Experimentieren angeschlossen habe, gingen die Spannungsabfälle von 2-3 auf 2,5-2,5 (und die LED war sehr schwach), so dass der hohe Widerstand den Spannungsabfall der LED in die Nähe der gebracht haben muss Beginn der Kurve. Ansonsten kann ich aber annehmen, dass die Spannung statisch ist, oder wenn möglich grafisch auflösen. Danke, ich glaube ich verstehe jetzt.

mk12

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Versuchen Sie dies, um zu verstehen, was gerade passiert.

Nehmen Sie eine 5-Volt-Versorgung an, und schalten Sie zwei LEDs in Vorwärtsrichtung. Kein Widerstand. Energie hinzufügen. Was passiert ist, dass beide leuchten. Und der Strom wird durch die Lichtemission begrenzt. Kein Widerstand.

Solange Sie die kombinierten Durchlassspannungen der LEDs nicht überschreiten, begrenzen sie ihren eigenen Strom basierend auf der Ausgangsleistung.

Sie können auch normale 1N914- ähnliche Dioden als Widerstände verwenden, die jeweils einen Durchlassabfall von 0,7 Volt aufweisen. Mit 5 Volt können Sie drei 1N914-Dioden und eine LED verwenden, ohne die Übergänge auszublasen. Stellen Sie sich nun vor, eine Diode zu entfernen. Oder eins hinzufügen.

Der "Widerstand" in der LED über 0,7 Volt ist insofern ein virtueller Widerstand, als er real ist, aber nicht auf ein Kohlenstoffelement zurückzuführen ist, sondern der Übergang Licht mit einem bestimmten Leistungspegel emittiert. Welches ist der Strom mal die Durchlassspannung (mal ein Wirkungsgrad).

SkipBerne
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