Dobór rezystora do diody elektroluminescencyjnej

Przed zasileniem diody LED pierwszą czynnością powinno być dobranie odpowiedniego rezystora. Pominięcie tej czynności może być powodem bardzo szybkiego uszkodzenia tego delikatnego elementu elektronicznego.

Jeżeli przez diodę zostanie przepuszczona zbyt duża ilość prądu, może ona ulec spaleniu: nadmiar energii sprawi, że dioda zacznie bardzo jasno świecić, a jej temperatura będzie gwałtownie rosła aż do momentu, w którym układ zostanie zwęglony. Czas trwania takiego procesu zależny jest od właściwości diody i natężenia prądu – może stać się to zarówno w ułamku sekundy, jak i w przeciągu kilkunastu sekund.

Jak dobrać rezystor?

Podczas doboru rezystora należy przede wszystkim pamiętać o ważnej zasadzie – diodę LED należy łączyć z rezystorem szeregowo. Aby ustalić, jaka powinna być wartość oporu rezystora, który zostanie użyty do bezpiecznego zasilenia diody LED, należy ustalić wartość kilku istotnych wielkości fizycznych. Należy określić wartość napięcia źródła zasilania, napięcie potrzebne do zasilenia diody LED oraz maksymalny prąd przewodzenia diody.

Jeżeli napięcie przewodzenia (wartość, przy której dioda zaczyna przewodzić, czyli w przypadku LED-a – świecić) nie jest ci znane, możesz założyć że będzie to około 2 V. Aby dobrać odpowiedni rezystor, zostanie stworzony układ zasilany stałym prądem, w którym szeregowo będzie podłączony opornik wraz z diodą LED. Na potrzeby artykułu zostanie przedstawiony przykład wykonany na konkretnych wartościach. Zakładamy że napięcie zasilania wynosi 5 V, dioda posiada napięcie przewodzenia 2 V, a maksymalny prąd dla niej to 20 mA.

Jeżeli zadaniem jest ustalenie odpowiedniej wartości rezystora, warto przeanalizować sytuację i dowiedzieć się, jakiej wielkości napięcie będzie znajdowało się na rezystorze. Stosując prawo Kirchhoffa można być pewnym, że napięcie na oporniku jest równe różnicy napięcia zasilania oraz napięcia na diodzie elektroluminescencyjnej, której różne modele znajdziesz tutaj.

Proste obliczenia sugerują, że to 5 V – 2 V = 3 V. Wartość natężenia prądu, który będzie płynął przez opornik, jest równa wartości natężenia prądu płynącego przez diodę (20 mA). Teraz warto skorzystać z prawa Ohma, które mówi o proporcjonalności natężenia prądu do jego napięcia w jednym układzie. Wynika z niego zależność mówiąca o tym, że iloraz wartości natężenia i oporu jest równy wartości napięcia w jednym układzie.

Takie stwierdzenie można łatwo zapisać powszechnie przyjętymi oznaczeniami równanie U = R∙I. Odpowiednio przekształcając równanie można otrzymać wzór na wartość rezystora R = U/I. Stosując ten wzór, można z łatwością obliczyć przybliżoną wymaganą wartość rezystancji opornika: R = 3V/0,02A = 150 Ω. Jest to wartość rezystancji, jaką powinien mieć rezystor zapewniający bezpieczne zasilanie dla diody w przedstawionym układzie. W tym wypadku jego wartość okazała się doskonale pasować do często stosowanych wartości rezystorów.

Należy jednak mieć na uwadze, że często zdarza się sytuacja, w której wartość rezystancji wynikająca z obliczeń różni się o kilka lub kilkanaście ohmów od najbliższej wartości powszechnie stosowanych oporników. W takim wypadku należy dobrać opornik o oporze najbliższym pożądanej wartości.

Porównywarka cen sprzętu RTV