如果将LED连接到大于其压降的电源电压，会发生什么情况？

我对电阻和电压的理解是可怕的。我听说根据基尔霍夫定律，（用我的话，请更正）电路使用的电压必须等于提供的电压。例如，如果我有9 V电池，则必须全部用9V。

假设我有一个典型的正向偏置电压为3.1 V的LED，这意味着它在发光时会损失3.1V。如果使用9 V，LED会烧毁吗？

这很可能是对的，但是一个很好的例子确实会使我的理解更加直观。

在这种情况下，您的问题不是您的分析能力如何或您可能拥有什么基础知识，而仅仅是您不知道自己不知道什么。这始终使进入电子产品的第一步非常重要。

以您的示例为例，您对电池一无所知吗？

1. 理想电池的端子电压将永远不会改变（至少直到使用了所有能量存储容量之后）。因此，必须存在影响端子电压及其有用能量容量的因素。快速列表是化学，材料量，温度和阳极/阴极设计。
2. 实际的电池容量有限，并且影响端子电压和电位电流能力的许多其他因素可以归纳为一个称为“内部电阻”的模型元素。在大多数大型电池的模型中，这将是几分之一欧姆。但是，电池还具有其他元素，例如电容和电感，使情况更加复杂。您可以先阅读有关电池型号的文本，例如this。

内阻很小的较大电池的一个很好的例子是12 V汽车电池。在这里，当您启动汽车时，需要数百安培（功率和电流的kW在600 A范围内）来翻转电动机，并且端子电压可能从13.8 V（充满电的铅酸汽车电池）降至启动时为10V。因此（使用欧姆定律）内部电阻可能只有6毫欧左右。
您可以将本示例的思路扩展到较小的电池，例如AA，AAA和C电池，至少可以开始理解电池的复杂性。

现在，您不知道有关LED的什么信息？

1. 二极管（无论是整流器还是LED）的电气模型都非常复杂。但是我们可以在这里简化它，并说最简单的方法是用一个带串联电阻的带隙电压来表示一个二极管。您可以通过开始学习的许多SPICE包从这里开始这对StackExchange讨论也许是一个不错的开球点。
2. 所有半导体器件在其耗散功率方面都有实际限制。这主要与设备的物理尺寸有关。设备越大，通常耗散的功率就越大。

现在，您可以考虑您的LED了。您应该首先尝试了解设备的数据表。尽管您不了解许多特性，但您已经知道了一个特性（正题），正向电压（Vf）可能会在数据表中找到电流限制和最大功耗。
配备了这些电阻，您便可以知道需要限制电流的串联电阻，从而不会超过LED的功耗极限。

基尔霍夫的《电压定律》为您提供了一个很大的暗示，因为LED两端的电压约为3.1 V（数据手册的电流曲线表明您永远无法施加9 V），因此电路中必须有另一个集总模型组件。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

注意：上面显示的电池内部阻抗只是为了方便计算而指定。根据电池类型（主电池或可充电电池），内部电阻会有所不同。检查您的电池数据表。

上方的未知元素可能只是一条电线（没有元素）吗？
可以...但是我们可以轻松计算结果。
使用两个理想电压元件（9 V和3.1 V）时，电阻两端的电压必须为5.9 V（基尔霍夫的电压环路）。因此，电流必须为5.9 / 10.1 = 584 mA。
LED的功耗为（3.1 * 0.584）+（0.584 ^ 2 * 10）= 5.2瓦。由于您的LED额定功率可能仅为300 mW左右，因此您可以看到它会急剧发热，并且极有可能在几秒钟内失效。

现在，如果未知元件是一个简单的电阻，并且我们希望流过LED的电流为20 mA，那么我们就足以计算出该值。

电池的端电压为（9-（0.02 * 0.1））= 8.998 V LED的端电压为（3.1 +（0.02 * 10））= 3.3 V

因此，未知电阻两端的电压为5.698，流经该电阻的电流为20 mA。因此电阻为5.698 / 0.02 = 284.9欧姆。

在这些条件下，环路电压达到平衡，LED达到其20 mA的设计值。因此，它的功耗为（（3.3 * 0.02）+（0.02 ^ 2 * 10））= 70 mW ....希望在一个小LED的能力之内。

希望这可以帮助。

是的，LED可能会损坏。那是短篇小说。

实际上，电池电压会下降一点，因为它会消耗大量电流（电池的内阻会随充电状态，放电历史，温度和其他因素而变化-对于新的9V电池可能只有几欧姆），并且该LED电压将增加（发光二极管以一种非线性的方式提高电压电流），直到两个正好满足（如果你忽略电线有点下降）。

因此，假设电池电压降至5V，并且电池正在提供1.5A的电流。这意味着LED的正向电压为5V，并且耗散5V * 1.5A = 7.5W，这意味着如果是3mm或5mm的小型LED指示灯，它将很快烧坏。

另一方面，如果您的3.1V LED碰巧是一堆LED骰子，并且能够安全地处理（例如）2A，则电池电压将降至3.1V左右（由于电池的内部电阻，与上述相同），LED会以大约6W的输入功率点亮。当然，电池很快就会耗尽（最好-否则可能会变得很热，甚至可能剧烈爆炸。某些类型的电池，例如NiCd电池或某些未保护的锂电池，可能比其他电池更危险。

这是发生的情况：首先，我使用一个1kΩ电阻将绿色LED正确连接到9 V，以捕获残余电压。

然后没有。

令人惊讶的是，此后再次使用电阻器，LED仍然可以工作，但调光效果尤其明显。

不要在家孩子们上尝试这个……除了，哎呀，为什么不…… 这是科学！

我不知道为什么它会在“发光”之前短暂地以黄色/红色点亮。每种LED类型的结果可能不同。

实际上，在您的假设示例中，您可能没有意识到某些“隐藏”或寄生电阻。对于启动器，电池具有内部串联电阻。与电路中的所有布线一样，LED也具有电阻。所有这些电阻上的电压降加上LED的固有电压降将加到电池电压上。

唯一的问题是：这在什么时候发生？如果足够高，您的LED将会煮熟并烧毁。与LED串联的实际电阻形式的附加电阻将防止此问题。确定电阻器的值是应用欧姆定律的机会。

该图的X轴为伏特，Y轴为电流，用于以图形方式“求解”串联2分量分压器的方程。它可以用于纯电阻分压器，或与二极管和电阻器一起使用。

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

串联第二个组件以共享电压。例如，您希望LED在其3.1伏特下安全工作，并有一个电阻来耗尽不需要的[9-3.1] = 5.9伏特。在10mA（您可以将其视为每伏100欧姆）时，您需要100欧姆/伏* 5.9伏= 590欧姆。常用值为560欧姆和620欧姆。

您在这里需要一个串联电路：9伏特的电源，然后由两个组件共享电池电压。

现在，让我们使用与诺模图相同的IV曲线来求解电阻分压器。

^{模拟该电路}

标题问题的答案是：LED将点亮。

前提是您的电流在所讨论的LED的最小和最大限制之内。

低电流会使它昏暗地燃烧，而额定电流会使它明亮地燃烧。太多电流会烧毁LED。

通过在电路中放置正确的电阻，可以将电流限制为所需的值（通常为15至20mA）。

用欧姆定律来解决。R（欧姆）= V（伏特）/ I（安培）。

在合理的范围内，电压与LED完全无关，而是电流将其点亮。当然，您必须具有足以超过低端LED内部电压降的电压。

并非所有9 V电源都相等。有些会点亮LED，有些不会。（取决于短路电流或内部电阻。）

9 V-3.1 V = 5.9 V``丢失''。该电压降落在9 V电源，电线和LED内部。（这些是导致电压损失或电压降的电阻。）

没有热量就很难吹任何东西，（MOS中是静态的。）热量需要时间来积累（并释放烟雾。

破坏LED的热量是由于3.1 V的电压，LED的内部电阻，电流（V / R）和时间引起的。一些热量（在烟雾发生之前）已经散失到环境中。这就是为什么在某些电路中使用散热器来防止冒烟的原因。

我希望这个简单的说明可以帮助您开始使用Google

首先，忽略内部电阻，LED具有指数I / V正向特性。实际上，这就是正向极化结的特征：实际设备具有串联的内部电阻，通常为几欧姆。

LED的“标称”压降只是特性上的一点，通常，对应于20 mA的电压或确定的标称正向电流。

将LED跨过电池极时，您会创建一个串联电路，其中包括9 V的“理想”电压源，LED和电池的内部电阻（例如2欧姆）

LED的工作点是其正向特性与负载线的交点，该负载线由电源电压（9V）和电池的内部电阻确定。LED上的电压降将大大高于标称的3.1V。

除非您的LED是高电流设备，否则电流将超过标称值，并且LED会遭受损坏或烧毁。

LED（通常是二极管）有点奇怪。作为低于电压阈值的第一近似值，没有电流可以流动，在该电压附近没有电流限制。

可以将其视为大坝，当水位在大坝下方时，水就会被完全阻塞。一旦水位超过大坝的顶部，其流量将不受限制，但是您仍然会损失大坝后面的水量。

因此，如果您施加9V的阈值LED为3.1V，则仍有5.9V可用。如欧姆定律V = I * R所述，这将被电路中的电阻耗尽。如果未添加任何电阻，则R为电池的内部电阻和电线的电阻。这些内部电阻通常足够小，您可以忽略它们，但在这种情况下，它们就是您所拥有的。小电阻和固定电压意味着电流将非常高。该LED将具有可以承受的最大电流，典型LED约为20mA。如果超出此范围，它们将过热并毁坏自己。

正如我在开始时所说的，这仅仅是一个LED的近似值，实际上电压降会随着电流的增加而增加。但是，这种增加并不算太大，通常情况下，如果您需要将其考虑在内，那么您要么做一些非常敏感的事情，要么做些大功率，要么您的运行距离组件极限太远了。这种增长肯定不足以影响这种情况下的最终结果。

一切都有阻力。期！

• 其中包括电池（ESR），二极管（Rs），电感器（DCR）电容器（ESR）甚至电阻器（R）;）
  • “基尔霍夫电压环路（KVL）”教导了如何使用“剩余电压”
    • 这是在添加或减去所有电源电压之后
    • 串联的所有零件之和，每个零件都有电阻
  • 因此，KVL会教您如何以安培或“安培” = 1000毫安（mA）为单位计算最终的电流或电荷流速

• 因此，这个“剩余V”跨越一个循环中所有部分R的总和。

  • 当它是好的导线时，我们通常（但并非总是）忽略电阻和电压降。

• 因此，I =剩余电压后各部分的V / R和回路电阻之和表示为比率。

• 能够处理大量电能的零件必须具有较低的R（在小学理论中除外，我们说理想电池的R = 0）

• 在额定正向电压Vf下，如果额定功率更大，则所有二极管的相似性都具有低于阈值电压Vt的较低电阻

3V LED的阈值约为2.8V，然后可以为3.1V +/- 10％，具体取决于宽容差以及电源

 - for example
   -  a 300mA rated white LED (1W) has a bulk resistance less than 0.5 to 1 Ohm due to 50% MFG tolerances
   - a 9 V Alkaline battery actually has six (6) tiny 1.5V cells in series
   -  inside , each has about ESR= 1 Ohm (when new)
           - cheap carbon pile aka HEAVY DUTY cells are about 3 Ohms (new) so less powerful

因此，用1个1W白光LED和1个碱性9V电池，“剩余”电压和产生的电流是多少？

• 您如何选择R来限制该电流？
• 如何选择额定功率和温升。

（9V-2.8V）/（6x1 +（0.5至1）+ R）= 0.3A = 300 mA

解决R

提示：如果R = 0，则LED变得过亮且过热而无法生存

电容具有ESR，但由于绝缘体=电介质，它们会阻止DC但传导AC。