Como o resistor limitador de corrente para um LED afeta as quedas de corrente e tensão?

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Estou com problemas para entender os resistores limitadores de corrente em circuitos simples de LED. Eu sei que posso determinar o resistor ideal da seguinte forma:

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

Mas estou tendo dificuldade para entender como esse valor modifica a tensão e a corrente para os valores corretos para o LED. Por exemplo, se meus cálculos para um LED azul super brilhante (com sendo 3,0-3,4 V e sendo 80 mA e uma fonte de tensão de 5 V) me fornecerem 25 ohms (usando o limite inferior de a voltagem direta), tudo bem. Portanto, a corrente deve ser de 80 mA e a queda de tensão do resistor e do LED deve ser de 2 e 3 volts, respectivamente. $V_{f}$ $I_{f}$

Mas e se eu usasse um resistor de 100 ohm? Ou qualquer outro valor - como calcularia a queda de tensão e a corrente? Eu diria que um deles permanece o mesmo?

led voltage resistors current mk12
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A queda de tensão direta do LED permanecerá (aproximadamente) a mesma, mas a corrente pode mudar, portanto o cálculo se torna (a mesma solução de equação para I):

{Eu}_{eu E D} = \frac{(V_{s} - V_{f})}{R}

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

Portanto, para uma fonte de alimentação de 3V e 5V, o resistor daria . ${V_f}$ $100\Omega$ ${(5V - 3V)\over{100 \Omega }} = 20 mA$

Portanto, se você souber qual corrente você deseja, basta conectar os valores, por exemplo, para 10mA:

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

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

Basicamente, o fato de que a fonte e a tensão direta do LED podem ser bastante estáticas significa que qualquer valor que o resistor que você colocar também terá uma tensão estática (por exemplo, ~ 2V, neste caso), deixando apenas para descobrir essa tensão e selecionar um valor de resistência de acordo com a corrente desejada.

Abaixo está a curva VI de um diodo (na página de LED do wiki ), observe que a corrente aumenta acentuadamente (exponencialmente), mas a tensão permanece aproximadamente a mesma quando a tensão "on" é atingida.

Curva de diodo

Para um controle mais preciso da corrente, você usaria uma corrente constante, que é o que a maioria dos CIs de driver de LED fornece.

Oli Glaser
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Ok, isso faz sentido, quando conectei um resistor de 10k para experimentar, as quedas de tensão passaram de 2-3 para 2,5-2,5 (e o LED estava muito fraco), então a alta resistência deve ter causado a queda de tensão do LED deixada perto do início da curva. Mas, caso contrário, posso assumir que a tensão é estática ou resolver graficamente, se possível. Obrigado, acho que entendo agora.

Mk12

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Para ajudar você a entender o que está acontecendo, tente isso.

Supondo uma fonte de 5 volts, coloque dois LEDs na série direta. Sem resistor. Adicione energia. O que acontece é que ambos acendem. E a corrente é limitada pela emissão de luz. Sem resistor.

Desde que você não exceda as tensões combinadas dos LEDs, elas limitarão sua própria corrente com base na capacidade de saída de energia.

Você também pode usar diodos normais do tipo 1N914 para atuar como resistores, cada um com queda de 0,7 volts para a frente. Com 5 volts, você pode usar três diodos 1N914 e um LED sem soprar as junções. Agora imagine remover um diodo. Ou adicionando um.

A 'resistência' no LED acima de 0,7 volts é uma resistência virtual, pois é real, mas não devido a um elemento de carbono, mas a junção está emitindo luz em um determinado nível de potência. Qual é a corrente vezes a voltagem direta (vezes o nível de eficiência).

SkipBerne
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