如何为简单的LED电路计算电阻值?


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我有一个简单的电路:

电路

LED的最大额定电流为30mA。

如何计算电阻器的电阻值?通过使用欧姆定律,我发现它是。但是,使用称为Yenka的软件以及反复试验,我得到的最小电阻为36Ω。但是,如果使用35Ω电阻,则LED会破裂。软件是否错误,或者(更有可能)我做错了什么?3V/0.03A=100Ω


二极管上的电压降是多少?另外,是一个过去对我有用的计算器。
AndrejaKo 2011年

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我是电子产品的新手,请问电压降是多少?
乔纳森。

也许软件假设二极管的压降为1.9V,用于高亮度红色LED。但是通常大多数LED的压降为1.7V,这将使电路的总电压为1.3V,最小电阻为43ohms。始终最好使用47ohm电阻。
Rick_2047


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您还可以从LED的角度考虑LED两端的电压:当向LED施加0V时,也将没有电流通过。当您增加电压时,直到达到约(!)1.6V(几乎每个LED的实际值都会有所不同),几乎不会产生电流。电压的进一步增加将导致电流急剧增加。这正是您需要电阻的地方:电阻将定义高于LED开始大量导通的电压的电流。您可以为电源和“ LED电压”之间的差异选择一个电阻。
zebonaut

Answers:


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您必须查看数据表或对其进行测量,才能知道LED上的压降多少。假设这是2V。那么电阻上的电压就是电源(3V)与LED上的电压(2V)= 1V之差。为了通过电阻器(进而还有LED)获得30 mA的电流,您的电阻器必须为1V / 30 mA = 33欧姆。
如果您的LED电压较低,则电流会稍高一些,但LED不应损坏!


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通过在软件中使用电压表,LED两端的电压为1.9V,我猜这就是电压降。
乔纳森。

您能否再解释一下这句话:“要通过电阻器(因此还有LED)获得30 mA的电流,您的电阻应为1V / 30 mA = 33欧姆。” 我们为什么要使用差异?是在电路再次“到达”电池之前需要“用完”所有电压吗?
乔纳森。

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@Jonathan-您可以使用该措辞。基尔霍夫电压定律(KVL)表示环路的总电压始终为零。这意味着电源电压的总和与负载上的电压总和相匹配。
stevenvh 2011年

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@Jonathan-有关此的更多信息。假设您的电路中有2个串联的电阻10 ohm和20 ohm。总共30欧姆,所以电流将为3v / 30欧姆= 100 mA。如果计算电阻上的电压,则将获得100 mA * 10 ohm = 1 V,以及100 mA * 20 ohm = 2V。1V + 2V =源的3V。它总是有效!
2011年

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@乔纳森:电压没有“用完”。它掉了。如果有帮助,它与水通过狭窄开口时的压降相同。
endlith 2011年

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您必须计算LED 的。VFtyp

让我们以红色LED为例:

  • IFmax=30mA
  • VFtyp=1.7V
  • VFmax=2.1V
  • VRmax=5V

LED和电阻(R)串联。源电压(3V)是LED两端的电压()和电阻两端的电压()之和。为了计算R,我们需要知道电阻上的电压。让我们使用最大电流,但通常使用15mA。VFtypVRes

R=VResIFmax

所以,

VRes=VVFtyp

VRes=31.7

VRes=1.3V

R=VResIFmax=1,30,03=43,33Ω

同样重要的是计算电阻器中的功耗:

Pres=VresIFmax

Pres=1.30,03=0,039W(您可以使用1 / 8W或1 / 10W)


您是要在此站点上使用某种数学库吗,还是为什么要使用这么多的$和{}格式的答案?
约翰

@Johan,我正在使用MathJaX。他们改变了定界符。现在是正确的。感谢
Daniel Grillo

现在看起来真的很好:)
Johan

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您已经获得了一些直接答案,但是这里还有一些其他事情需要考虑。

您没有明确说明,但暗示您要通过LED 30mA。这是真的吗?当然,对于某些LED和应用而言,这是有效的。这并不意味着违法,但是如果您在这里问一个基本的欧姆定律问题,则可能有一个普通的T1或T1-3 / 4 LED,最有可能额定为20mA。

尽管最大允许电流是多少,但您仍需要考虑LED的用途。是为了照明吗?在这种情况下,您可能确实希望获得最大的光线。但是,您的图片暗示它是红色LED,所以我猜不是。如果这只是一个指标,则除非有特殊情况(例如需要在阳光下可见),否则无需在最大电流附近运行它。全电流会使结果不舒服,成为室内设备的指示器。我通常以5mA到20mA的LED来运行指示器。

电源来自电池吗?如果是这样,可能有必要获得一个更高效的LED并以更低的电流运行它。

我的第二点评论是关于您的方程式,“ 3 / 0.03 = 100欧姆”。请更小心单位。这不仅可以更好地传达您的意图,而且使您更有可能更好地考虑基础物理。从技术上讲,您的方程式是不正确的,因为两个无量纲数字之比不能得出欧姆值。从上下文来看,您的意思是3 除以0.03 安培 = 100欧姆。

虽然这至少会使它正确,但是我建议以工程符号在电子产品中写入值。这意味着使用1000的幂,以便该值至少为1但小于1000,然后应用适当的前缀。在这种情况下,最好将0.03安培表示为30毫安或30 mA。我知道这对于初学者来说似乎是任意的和不便的,但是值得学习和习惯。一段时间后,您会在脑海中描绘出毫安,微伏,千欧等的图像。您希望能够回答您问题的本领域技术人员可能不得不看0.03安培,然后对自己说:“啊,他表示30 mA”。


谢谢:)我只是使用软件作为开始,它说通过LED的电流是30mA,我认为这必须是30mA,谢谢您的纠正。将单位放在等式中可以吗?例如3V / 30mA = 100欧姆?我设置了0.03安培,因为我不确定等式会导致多少欧姆?如果我以毫安为单位编写方程式,并在计算器上按3/30,答案的单位是什么?
乔纳森。

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我是该网站的新手,对答案和评论还没有很好的了解。我试图以评论的形式回答您的评论,但显然它们的字符数限制很小。

将单位放入方程式中不仅可以,而且不这样做是错误的。您的“ 3V / 30mA = 100欧姆”就是应该这样写的方式。

但是,您提出了一个很好的计算器问题。计算器通常不处理单位。它们基本上就像一切都是无量纲的量一样工作。在这里,使用计算器的科学计数功能非常有用。要计算电阻,请执行3 / 30e-3。具有小指数(如30e-3)的值可能很容易在您的脑中转换为.030,但请考虑使用22pF进行计算。22e-12很容易进入,但是获得.000000000022的机会是什么?


谢谢,我想如果您不使用计算机,您必须非常了解“度数”。如果评论太长,您可以编辑答案(通常是在扩展答案中已有的内容时),也可以发表多个评论。
乔纳森。

我不确定“学位”是什么意思。如果您指的是1000乘法器的功效,那么它们是通用的,而不仅限于电子产品。例如M(兆,10 6),k(千,10 3),m(毫,10 **-3),u(微,10 **-6),等等
Olin Lathrop

是的,这就是我要指的是,抱歉,我对术语不了解。我会全部抬头看:)谢谢
乔纳森。
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