Se a amperagem da fonte for superior a max. amperagem, preciso de um resistor?

Essa é uma pergunta bem básica, pois ainda estou aprendendo os fundamentos da eletrônica. Entendo a analogia em que a amperagem é comparada à quantidade de água que se move através de uma mangueira.

Eu tenho uma fonte de alimentação 5V-2A e quero alimentar meu circuito. Os pinos de cada componente têm correntes máximas diferentes (250mA para PIC, 180mA para o LCD, etc.).

Agora, se estou seguindo a analogia "quantidade de água" acima, não há problema em conectar um componente que consome no máx. 250mA, porque extrai do 2A em vez da fonte de energia que força a corrente no pino. Agora, eu tenho 1,75A de corrente restante para o resto do meu circuito.

Ainda preciso colocar um resistor entre a fonte de alimentação e o pino VDD de um componente? Se sim, por que?

(Essa questão surgiu quando eu aprendi que deveria haver um resistor de aproximadamente 100 ohm entre o pino de saída do microcontrolador e o LED. A corrente nominal do LED era 25mA e a corrente máxima de saída dos pinos era 25mA e não entendi por que precisava de um resistor no meio.)

Para a primeira ordem ...

Você está certo. A carga controla a corrente máxima que pode fluir, enquanto a fonte controla a tensão máxima disponível.

mas...

Você não está correto quanto ao seu LED. Esse é um problema diferente. Seu pensamento pressupõe a lei de Ohm, que pressupõe operação linear (e em fase).

Diodos (incluindo LEDs) são dispositivos não lineares. O diodo apresentará uma tensão constante (aproximadamente) quando estiver "ligado", independentemente da quantidade de corrente que flui através dele. O LED ficará mais brilhante com mais corrente e queimará (será destruído) se houver muita corrente circulando por ele por muito tempo.

Observe como a linha à direita do eixo y na figura é quase vertical. Isso implica que a tensão mudará muito pouco se a corrente através do diodo mudar muito. V claramente não é igual a IR para um diodo.

A maioria dos LEDs discretos no mundo dos microcontroladores gira em torno de 2V a 20mA (varia de tamanho, química e construção do LED). Se o seu microcontrolador fornecer uma saída de 3,3V através de um de seus pinos de uso geral (GPIO), a corrente que o LED exige do circuito excederá o que o microcontrolador pode fornecer através de seu pino de saída e a resistência interna do driver de saída no microcontrolador limitará a corrente ao máximo.

Isso acabará por destruir o driver de saída do microcontrolador. Para evitar isso, um resistor em série é adicionado para limitar explicitamente a corrente a algo seguro.

Você trabalha para trás para dimensionar o resistor: (Vcc - Vled) / Iled = R

Na maioria das aplicações de microcontroladores de 3.3V, o valor gira em torno de 100 Ohms.

Como uma analogia mais simples, diferentes dispositivos agem de maneira diferente. Um microcontrolador e a maioria dos CIs são como pequenas bombas de água inteligentes. Eles puxam uma pequena quantidade de água (corrente) necessária e somente isso.

Os leds, por outro lado, são como os vazios de força industrial. Conecte-o a uma fonte de energia e ele tentará sugar o máximo de corrente possível o mais rápido possível. É por isso que você precisa de um resistor. Um resistor é como um pequeno tubo. Ele permite a passagem de tanta corrente devido ao seu tamanho. Ele resiste a passar mais do que a corrente. O led quer puxar o máximo possível, mas apenas os 25ma ou mais que você escolheu, conseguem.

Quanto ao motivo pelo qual você precisa de um resistor quando o pino de saída e o led são classificados para 25ma, é porque essas são correntes recomendadas, não correntes máximas ou possíveis. Um led funciona melhor em 25ma por (uma troca de brilho e quanto tempo vai durar em milhares de horas), mas pode ser acionado por menos corrente (não tão brilhante, dura mais tempo) ou corrente mais alta (mais brilhante, não dura desde que). Pouca corrente e ela não liga. Demais, e acabará queimando.

O pino de saída do seu microcontrolador é o mesmo, mas como fonte de energia. Idealmente, você deseja obter apenas 25ma de corrente desse pino (e isso sem entrar na corrente total de todos os pinos, ou queda de tensão). 25ma, neste caso, é a corrente operacional recomendada. Você também pode comprar menos. É uma boa prática fornecer apenas a quantidade necessária para uma determinada configuração. Você pode adquirir mais também. A maioria das folhas de dados lista uma tensão e corrente máximas para um determinado pino de saída. (Por exemplo, 25 ma recomendado, 40 ma no máximo). Mas, como a corrente é puxada, não empurrada, você precisa garantir que o que você está construindo leve isso em consideração. Para sinalização ou comunicação entre seu microcontrolador e um CI, provavelmente não há necessidade, pois os dois serão projetados para não gerar muita corrente. Mas se você está conectando um led atual com fome,

Finalmente, apenas como uma observação, a fonte de alimentação que você está usando funciona da mesma maneira exata. Conecte algo que exceda mais do que o recomendado / máximo de 2A, e ele fritará e quebrará (ou abrirá um fusível ou entrará no modo de redefinição, dependendo da qualidade). Ligue uma corrente de alta potência de 2 A diretamente a ele, sem um resistor limitador de corrente, e ambos não ficarão felizes. HTH.