Расчет и подбор сопротивления токоограничивающего резистора для светодиода • Мир электрики

Содержание

1. Расчет резистора для светодиода
2. Вычисление номинала сопротивления
3. Подбор мощности резистора
4. Пример расчета
5. Онлайн-калькулятор светодиодов

Светодиод – это полупроводниковый элемент, который применяется для освещения. Применяется в фонарях, лампах, светильниках и других осветительных приборах. Принцип его работы заключается в том, что при протекании тока через светоизлучающий диод происходит высвобождение фотонов с поверхности материала полупроводника, и диод начинает светиться.

Расчет резистора для светодиода

Надежная работа светодиода зависит от тока, протекающего через него. При заниженных значениях, он просто не будет светить, а при превышении значения тока – характеристики элемента ухудшатся, вплоть до его разрушения. При этом говорят – светодиод сгорел. Для того чтобы исключить возможность выхода из строя этого полупроводника необходимо подобрать в цепь с включенным в нее, резистором. Он будет ограничивать ток в цепи на оптимальных значениях.

Вычисление номинала сопротивления

Для работы радиоэлемента на него нужно подать питание. По закону Ома, чем больше сопротивление отрезка цепи, тем меньший ток по нему протекает. Опасная ситуация возникает, если в схеме течет больший ток, чем положено, так как каждый элемент не выдерживает большей токовой нагрузки.

Сопротивление светодиода является нелинейным. Это значит, что при изменении напряжения, подаваемого на этот элемент, ток, протекающий через него, будет меняться нелинейно. Убедиться в этом можно, если найти вольт — амперную характеристику любого диода, в том числе и светоизлучающего. При подаче питания ниже напряжения открытия p — n перехода, ток через светодиод низкий, и элемент не работает. Как только этот порог превышен, ток через элемент стремительно возрастает, и он начинает светиться.

Если источник питания соединять непосредственно со светодиодом, диод выйдет из строя, так как не рассчитан на такую нагрузку. Чтобы этого не произошло – нужно ограничить ток, протекающий через светодиод балластным сопротивлением, или произвести понижение напряжения на важном для нас полупроводнике.

Рассмотрим простейшую схему подключения (рисунок 1). Источник питания постоянного тока подключается последовательно через резистор к нужному светодиоду, характеристики которого нужно обязательно узнать. Сделать это можно в интернете, скачав описание (информационный лист) на конкретную модель, или найдя нужную модель в справочниках. Если найти описание не представляется возможным, можно приблизительно определить падение напряжения на светодиоде по его цвету:

• Инфракрасный — до 1.9 В.
• Красный – от 1. 6 до 2.03 В.
• Оранжевый – от 2.03 до 2.1 В.
• Желтый – от 2.1 до 2.2 В.
• Зеленый – от 2.2 до 3.5 В.
• Синий – от 2.5 до 3.7 В.
• Фиолетовый – 2.8 до 4 В.
• Ультрафиолетовый – от 3.1 до 4.4 В.
• Белый – от 3 до 3.7 В.

Рисунок 1 – схема подключения светодиода

Ток в схеме можно сравнить с движением жидкости по трубе. Если есть только один путь протекания, то сила тока (скорость течения) во всей цепи будет одинакова. Именно так происходит в схеме на рисунке 1. Согласно закону Кирхгоффа, сумма падений напряжения на всех элементах, включенных в цепь протекания одного тока, равно ЭДС этой цепи (на рисунке 1 обозначено буквой Е). Отсюда можно сделать вывод, что напряжение, падающее на токоограничивающем резисторе должно быть равным разности напряжения питания и падения его на светодиоде.

Так как ток в цепи должен быть одинаковым, то и через резистор, и через светодиод ток получается одним и тем же. Для стабильной работы полупроводникового элемента, увеличения его показателей надежности и долговечности, ток через него должен быть определенных значений, указанных в его описании.

Если описание найти невозможно, можно принять приблизительное значение тока в цепи 10 миллиампер. После определения этих данных уже можно вычислить номинал сопротивления резистора для светодиода. Он определяется по закону Ома. Сопротивление резистора равно отношению падения напряжения на нем к току в цепи. Или в символьной форме:

R = U (R)/ I,

где, U (R) — падение напряжения на резисторе

I – ток в цепи

Расчет U (R) на резисторе:

U (R) = E – U (Led )

где, U (Led) — падение напряжения на светодиодном элементе.

С помощью этих формул получится точное значение сопротивления резистора. Однако, промышленностью выпускаются только стандартные значения сопротивлений так называемые ряды номиналов. Поэтому после расчета придется сделать подбор существующего номинала сопротивления. Подобрать нужно чуть больший резистор, чем получилось в расчете, таким образом, получится защита от случайного превышения напряжения в сети. Если подобрать близкий по значению элемент сложно, можно попробовать соединить два резистора последовательно, или параллельно.

Подбор мощности резистора

Если подобрать сопротивление меньшей мощности, чем нужно в схеме, оно просто выйдет из строя. Расчет мощности резистора довольно прост, нужно падение напряжения на нём умножить на ток, протекающий в этой цепи. После чего нужно выбрать сопротивление с мощностью, не меньшей рассчитанной.

Пример расчета

Имеем напряжение питания 12В, зеленый светодиод. Нужно рассчитать сопротивление и мощность токоограничивающего резистора. Падение напряжения на нужном нам зеленом светодиоде равно 2,4 В, номинальный ток 20 мА. Отсюда вычисляем напряжение, падающее на балластном резисторе.

U (R) = E – U (Led) = 12В – 2,4В = 9,6В.

Значение сопротивления:

R = U (R)/ I = 9,6В/0,02А = 480 Ом.

Значение мощности:

P = U (R) ⋅ I = 9,6В ⋅ 0,02А = 0,192 Вт

Из ряда стандартных сопротивлений выбираем 487 Ом (ряд Е96), а мощность можно выбрать 0,25 Вт. Такой резистор нужно заказать.

В том случае, если нужно подключить несколько светодиодов последовательно, подключать их к источнику питания можно также с помощью только одного резистора, который будет гасить избыточное напряжение. Его расчет производится по указанным выше формулам, однако, вместо одного прямого напряжения U (Led) нужно взять сумму прямых напряжений нужных светодиодов.

Если требуется подключить несколько светоизлучающих элементов параллельно, то для каждого из них требуется рассчитать свой резистор, так как у каждого из полупроводников может быть свое прямое напряжение. Вычисления для каждой цепи в таком случае аналогичны расчету одного резистора, так как все они подключаются параллельно к одному источнику питания, и его значение для расчета каждой цепи одно и то же.

Этапы вычисления

Чтобы сделать правильные вычисления, необходимо выполнить следующее:

1. Выяснение прямого напряжения и тока светодиода.
2. Расчет падения напряжения на нужном резисторе.
3. Расчет сопротивления резистора.
4. Подбор сопротивления из стандартного ряда.
5. Вычисление и подбор мощности.

Онлайн-калькулятор светодиодов

Этот несложный расчет можно сделать самому, но проще и эффективнее по времени воспользоваться калькулятором для расчета резистора для светодиода. Если ввести такой запрос в поисковик, найдется множество сайтов, предлагающих автоматизированный подсчет. Все необходимые формулы в этот инструмент уже встроены и работают мгновенно. Некоторые сервисы сразу предлагают также и подбор элементов. Нужно будет только выбрать наиболее подходящий калькулятор для расчета светодиодов, и, таким образом, сэкономить свое время.

Калькулятор светодиодов онлайн – не единственное средство для экономии времени в вычислениях. Расчет транзисторов, конденсаторов и других элементов для различных схем уже давно автоматизирован в интернете. Остается только грамотно воспользоваться поисковиком для решения этих задач.

Светодиоды – оптимальное решение для многих задач освещения дома, офиса и производства. Обратите внимание на светильники Ledz. Это лучшее соотношение цены и качества осветительной продукции, используя их, вам не придется самим делать расчеты и собирать светотехнику.

Расчёт потерь напряжения в кабеле

Online расчёт заземления Online расчёт сечения кабеля по мощности и току   Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.   Рис.1 Рис.2 При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис. 1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника. В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2). Доступна Windows-версия программы расчёта потерь напряжения Расчёт потерь напряжения в кабеле   Постоянный ток Переменный ток     Материал кабеля: АлюминийМедь Длина линии (м): Сечение кабеля (мм²): Мощность нагрузки (Вт): Мощность Сила тока (А): Ток Напряжение сети (В): 1 фаза Коэффициент мощности (cosφ): 2 фазы Температура кабеля (°C): 3 фазы   Потери напряжения (В / %): Сопротивление провода (ом): Реактивная мощность (ВАр): Напряжение на нагрузке (В):   Материал кабеля: Длина линии (м): Сечение кабеля (мм²): Сечение Диаметр (мм): Диаметр Мощность нагрузки (Вт): Мощность Сила тока (А): Ток Сопротивление нагрузки (Ом): Сопротивление Напряжение сети (В): Температура кабеля (°C):   Потери напряжения (В / %): Сопротивление провода (ом): Напряжение на нагрузке (В):   *Формат ввода — х. хх (разделитель — точка) Расчёт потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трёхфазном переменном токе производится по формулам:   или (если известен ток) где   Расчёт потерь фазного (между фазой и нулевым проводом) напряжения в кабеле производится по формулам:   или (если известен ток) где   Для расчёта потерь линейного напряжения U=380 В; 3 фазы. Для расчёта потерь фазного напряжения U=220 В; 1 фаза.   P — активная мощность передаваемая по линии, Вт; Q — реактивная мощность передаваемая по линии, ВАр; R — удельное активное сопротивление кабельной линии, Ом/м; X — удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/м; L — длина кабельной линии, м; Uл — линейное напряжение сети, В; Uф — фазное напряжение сети, В.   Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected] Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.   ВСЕ РАСЧЁТЫ

Калькулятор падения напряжения на резисторе и формулы

Конвертеры и инструменты

В электрических и электронных схемах резисторы являются одним из важных компонентов, который используется для ограничения протекания тока. Вычисление падения напряжения на резисторе может быть скучной и трудоемкой задачей для тех, кто не верит в расчеты, так как это требует некоторой математики, и всегда есть место для некоторых ручных ошибок/ошибок в расчетах. Тем не менее, с помощью инструментов калькулятора падения напряжения на резисторах этот процесс упрощается для вас.

В этом посте у вас есть два инструмента расчета падения напряжения на резисторах для разных цепей — один для 2 резисторов в последовательной цепи, а другой для 3 резисторов в последовательной цепи.

Калькулятор падения напряжения на резисторе Инструмент для двух последовательных резисторов:

Введите приведенные ниже значения и нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы найти падение напряжения на резисторах R2 и R1.

КАЛЬКУЛЯТОР СОПРОТИВЛЕНИЯ НА РЕЗИСТОРАХ

Вин: (Вольт)

R1: ОмкОмМОм

R2: ОмкОмМОм

&nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp

&nbsp Расчеты:

Напряжение на каждом последовательном резисторе обратно пропорционально общему эквивалентному сопротивлению (R1+R2) и прямо пропорционально соответствующему резистору, на котором должно быть рассчитано падение напряжения. Чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе в последовательной цепи, мы можем использовать следующую формулу:

V1 = (R1 / (R1 + R2)) x V

V2 = (R2 / (R1 + R2)) x V

где V — общее входное напряжение или напряжение источника, R1 и R2 — сопротивления двух резисторов, а V1 и V2 — напряжения на отдельных резисторах. .

Чтобы упростить этот расчет, вы можете использовать калькулятор падения напряжения на резисторе для двух последовательно соединенных резисторов. Этот инструмент требует ввода значений общего напряжения и значений двух резисторов. Затем инструмент вычисляет и отображает напряжение на каждом резисторе.

Важно отметить, что этот инструмент работает только для двух последовательных резисторов. Для цепей с большим количеством резисторов нам нужно использовать другой инструмент.

• Проверьте калькулятор цветового кода 4-полосного резистора здесь
• Проверьте калькулятор цветового кода 5-полосного резистора здесь

Введите значения в соответствующих единицах ниже и нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы найти падение напряжения на каждом резисторе.

Падение напряжения на резисторе или Калькулятор делителя напряжения на 3 резистора

ПАДЕНИЕ НА РЕЗИСТОРАХ НА 3 РЕЗИСТОРАХ КАЛЬКУЛЯТОР

Вин: (Вольт)

R1: ОмкОмМОм

R2: ОмкОмМОм

R3: ОмкОмМОм

&nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp

&nbsp Расчеты:

 

Напряжение на каждом последовательном резисторе обратно пропорционально общему эквивалентному сопротивлению (R1+R2+R3) и прямо пропорционально соответствующему резистору, на котором должно быть рассчитано падение напряжения. Чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе в последовательной цепи, мы можем использовать следующую формулу:

V1 = (R1 / (R1 + R2 + R3)) x V

V2 = (R2 / (R1 + R2 + R3)) x V

V3 = (R3 / (R1 + R2 + R3)) x V

, тогда как V — общее входное напряжение или напряжение источника, R1, R2 и R3 — сопротивления трех резисторов, а V1, V2 и V3 — напряжения на отдельных резисторах.

Чтобы упростить этот расчет, мы можем использовать этот калькулятор падения напряжения для трех последовательных резисторов. Этот инструмент требует ввода значений общего напряжения и значений трех резисторов. Затем инструмент вычисляет и отображает напряжение на каждом резисторе.

Важно отметить, что в последовательной цепи сумма напряжений на каждом резисторе равна общему напряжению. Поэтому мы можем использовать это свойство для проверки точности наших вычислений.

• Проверьте падение напряжения на сопротивлении здесь
• Проверьте правило делителя напряжения здесь

Проверьте свою домашнюю работу перед отправкой с помощью калькулятора падения напряжения на резисторе:
Прежде чем отправлять какую-либо домашнюю работу или задание, включающее расчет падения напряжения на резисторе, важно перепроверить свои расчеты. Один из способов сделать это — использовать онлайн-калькулятор падения напряжения на резисторе, который может помочь вам быстро проверить свои результаты и выявить любые ошибки. Важно проверить свои задания / домашнее задание перед отправкой, чтобы обеспечить точность.

Калькулятор цветового кода 5-полосного резистора и таблица Калькулятор цветового кода 3-полосного резистора – онлайн

Наверх

СМ Техника! 2022

Делитель напряжения: подробное руководство

Делитель напряжения — это простой, но важный компонент в мире электроники. Он играет жизненно важную роль в разделении напряжения электрической цепи на две или более частей, что делает его полезным в различных приложениях.

Содержание

1. Делитель напряжения: подробное руководство
2. Формула делителя напряжения
3. Назначение делителя напряжения
4. vider Rule
5. Заключение

Делитель напряжения: подробное руководство

В этом руководстве содержится полное представление о делителях напряжения, включая их определение, формулу, преимущества, назначение и недостатки. От точного измерения напряжения до универсальности в различных приложениях, делитель напряжения оказывается экономичным решением в электронике.

Независимо от того, являетесь ли вы студентом, инженером или энтузиастом, эта статья предоставит вам всю необходимую информацию о делителях напряжения.

Формула делителя напряжения

Формула делителя напряжения — это основной инструмент, используемый для расчета напряжения на каждом резисторе в цепи делителя напряжения. Формула проста и удобна в использовании, что делает ее одинаково полезной как для инженеров, так и для студентов.

Пояснение к формуле: Формула делителя напряжения выражается как Vвых = Vin * (R2 / (R1 + R2)) , где Vвых — напряжение на резисторе R2, Vin — входное напряжение, R1 — сопротивление резистора 1, а R2 — сопротивление резистора 2.

Формула обеспечивает соотношение между входным напряжением, сопротивлением резисторов и выходным напряжением на резисторе R2.

Как рассчитать делитель напряжения: Чтобы рассчитать делитель напряжения, подставьте значения Vin, R1 и R2 в формулу и найдите Vout. Например, если Vin = 10 В, R1 = 100 Ом и R2 = 200 Ом, тогда Vвых = 10 В * (200 Ом / (100 Ом + 200 Ом)) = 10 В * (200 Ом / 300 Ом) = 10 В * (2/3) = 6,67 В. .

Используйте наш онлайн-калькулятор делителя напряжения для дополнительных расчетов.

Формула делителя напряжения обеспечивает быстрый и простой способ расчета напряжения на каждом резисторе в цепи делителя напряжения. Понимание и использование формулы имеет решающее значение при проектировании и анализе схем делителя напряжения.

Назначение делителя напряжения

Делители напряжения служат для различных целей в электрических и электронных устройствах. Давайте рассмотрим некоторые из ключевых целей делителей напряжения:

• Снижение напряжения: Одной из основных целей делителей напряжения является снижение уровня входного напряжения до более низкого уровня. Это достигается путем деления входного напряжения на два резистора, что приводит к более низкому напряжению на выходе.
• Преобразование сигнала: Делители напряжения также используются для преобразования сигналов в электронных схемах. Их можно использовать для уменьшения сигналов высокого уровня до уровней, которые могут обрабатываться другими компонентами схемы.
• Опорное напряжение: делители напряжения также можно использовать для обеспечения опорного напряжения для других компонентов цепи. Используя делитель напряжения для создания стабильного и точного опорного напряжения, другие компоненты схемы могут использовать это напряжение в качестве опорного для своих операций.
• Смещение: делители напряжения также можно использовать для смещения компонентов в цепи. Обеспечивая стабильное и точное напряжение, делители напряжения можно использовать для смещения транзисторов и других компонентов, улучшая производительность и стабильность схемы.
• Измерение тока: Делители напряжения также могут использоваться для измерения тока в электронных схемах. Ток, протекающий через цепь, можно определить путем измерения напряжения на одном из резисторов в цепи делителя напряжения.

 Преимущества делителя напряжения

Делители напряжения широко используются в различных электрических и электронных устройствах благодаря их простоте, низкой стоимости и универсальности. Давайте рассмотрим некоторые преимущества делителей напряжения:

• Простота: Одним из самых больших преимуществ делителей напряжения является их простота. Схема состоит всего из двух резисторов и входного напряжения, что делает ее простым и понятным решением для многих приложений.
• Низкая стоимость: Делители напряжения также являются экономичным решением для снижения напряжения. Они не требуют каких-либо специализированных компонентов или дорогих материалов, что делает их доступным вариантом для многих применений.
• Универсальность: Делители напряжения могут использоваться в самых разных приложениях, включая обработку сигналов, контрольно-измерительные приборы и системы управления. Их универсальность делает их идеальным решением для многих различных приложений и отраслей.
• Точность: Делители напряжения также могут быть разработаны для обеспечения высокоточного снижения напряжения. Этого можно добиться, используя прецизионные резисторы с высокими допусками и обеспечивая правильность проектирования и изготовления схемы.
• Простота модификации: Еще одним преимуществом делителей напряжения является то, что их можно легко модифицировать для обеспечения различных уровней снижения напряжения. Изменяя значения резисторов, можно настроить схему делителя напряжения, чтобы обеспечить различные уровни снижения напряжения.

Делители напряжения — это простое, недорогое, универсальное и точное решение для снижения напряжения во многих приложениях. Их простота использования, универсальность и возможность модификации делают их идеальным выбором для многих электрических и электронных проектов.

Недостатки правила делителя напряжения

Несмотря на свои преимущества, правило делителя напряжения также имеет некоторые недостатки. Давайте рассмотрим некоторые из основных недостатков правила делителя напряжения:

• Ограниченная мощность: Одним из недостатков делителей напряжения является то, что они имеют ограниченные возможности обработки мощности. Делители напряжения предназначены для маломощных приложений и могут не подходить для приложений, требующих высокого уровня мощности.
• Падение напряжения: Еще одним недостатком делителей напряжения является то, что они могут привести к падению напряжения в цепи. Это падение напряжения может быть значительным в некоторых приложениях, снижая эффективность и производительность схемы.
• Ограниченная точность: Точность делителей напряжения также ограничена. Точность делителя напряжения определяется точностью резисторов и стабильностью схемы. В некоторых приложениях ограничения точности могут быть значительными, снижая общую производительность схемы.
• Чувствительность к импедансу нагрузки: Делители напряжения также чувствительны к изменениям импеданса нагрузки. Если сопротивление нагрузки изменится, напряжение на выходе делителя напряжения также изменится, что повлияет на точность и производительность схемы.
• Нелинейность. Наконец, делители напряжения могут вести себя нелинейно, особенно при высоких уровнях входного напряжения. Такое нелинейное поведение может привести к значительным искажениям выходного напряжения, снижая производительность и точность схемы.

Хотя делители напряжения имеют много преимуществ, они также имеют некоторые ограничения и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе решения для снижения напряжения для приложения. Альтернативные решения, такие как регуляторы напряжения, могут быть более подходящими для приложений с высокой мощностью или строгими требованиями к точности.

Заключение

В заключение следует отметить, что делители напряжения являются универсальными и ценными инструментами для многих приложений. Понимая формулу делителя напряжения, а также преимущества и недостатки делителей напряжения, инженеры могут выбрать наилучшее решение для своего применения и добиться оптимальной производительности и точности.