LED和灯串联-为什么灯泡不亮？

我6岁的儿子刚刚开始尝试使用Snap Circuits样式套件，现在我们已经有了一个非常基本的问题。

如果我们将一个LED和一个灯泡并联地由电池供电，则LED和一个灯泡都会亮起。

但是，如果我们将LED和灯串联排列，则只有LED点亮。

显然，电流正在流过灯泡（如果松开灯泡，LED会熄灭）。

那么为什么灯泡不亮呢？

我有点不高兴，所以我没有在eBay上从中国购买类似的通用电路套件，而是购买合适的Snap Circuits（请参阅：电子积木套件W-58）

（如果这个论坛太基础了，我很抱歉，但我还没有通过Google找到答案）

对于并联连接的LED和灯，每个都有整个电池电压。

串联时，每个端子上的电压必须等于电池电压。

如果没有比给出的更多信息，最可能的答案是灯两端的电压必须等于电池电压减去 LED 两端的电压，不足以产生可见光。

输入此答案时，我看到您已添加了一些图片。看来总电池电压约为3V。鉴于许多LED的正向电压超过2V，因此灯泡两端的电压不足1V。

套件中有电压表吗？如果是这样，请为串联测量灯泡两端的电压。

LED下降的电压太大，以至于灯泡几乎没有剩余。

您只有两节1.5V电池，这些电池串联不足以提供LED正向电压。

当白炽灯泡的耗散功率降低时，它会迅速变暗：功率是电压的平方，再除以电阻。

因此，将白炽灯泡调暗不会节省太多能量。耗散功率的很小一部分降低几乎使灯泡一直变暗。

细丝主要产生热量，而仅产生一小部分可见光。这对温度非常敏感，对功耗非常敏感。

尝试在黑暗的房间里看灯；您可能会看到微弱的红色光芒。另外，即使在黑暗的房间里，LED发出的光也可能使您看不到灯泡熄灭的任何暗光。也盖上LED。

必须与LED串联一个电阻。LED是一个二极管，当施加的电压上升到高于3V的某个特定点时，二极管会迅速增加它们通过的电流。因此，如果没有限流电阻，LED将流过太多电流而烧坏。

先前的回答说LED压降是正确的，但压降跨越了LED和隐藏电阻的组合。灯泡只是增加了一点电阻，从而稍微降低了电流，但只会使LED稍微变暗。但是，灯泡失去了点亮所需的最低电压。

另一个有趣的因素是，白炽灯在冷时的灯丝电阻约为热时白炽灯电阻的 1/10。

冷的不亮灯可能不是10欧姆，而是更接近1欧姆。

$P = I^2 \cdot R$

串联灯只不过是卷曲的电线，完成了LED照明电路。

另一方面，白炽灯的正温度系数特性可能会有用。请参阅HP早期的音频振荡器，并了解有关Wien桥振荡器的信息。

好问题！如前所述，它是并联电路还是串联电路。并行地，灯和LED模块都获得3伏的电压。串联时，他们必须共享3伏，所以每个都得一些。如果是2个相同类型的灯泡，每个灯泡将获得1/2的电压。串联3个灯泡，每个灯泡1/3，依此类推。LED模块使其更加复杂。但是，让我们首先解决最大的问题。

$\dfrac{E}{I}=R$$\dfrac{3V}{0.3A} = 10 \Omega$

$\dfrac{V}{A}=R$$\dfrac{1}{V}: \dfrac{V}{AV}=\dfrac{R}{V}$$\dfrac{V}{V}$$\dfrac{1}{A}=\dfrac{R}{V}$$A=\dfrac{V}{R}$$10 \Omega + 10 \Omega = 20 \Omega$$\dfrac{3V}{20\Omega} = .150A$$RA=V$$10 \Omega \times .15 A = 1.5 V$

$A=\dfrac{3V - 1.xV}{10 + 33 \Omega}$$\dfrac{1.9V}{43 \Omega}$$\dfrac{1.1V}{43 \Omega}$

出于讨论目的，红色LED的正向压降为1.（大约）伏特，绿色为2伏左右，蓝色甚至更高。当然，它们具有有限的电阻值，但最简单的方法是将它们删除为固定电压。然后可以将电流计算为电阻两端的剩余电压。如果没有电阻，则需要采用一些更复杂的方法来限制电流。

为了获得更多乐趣，请在灯泡上串联一个合适大小的电动机，注意灯泡的亮度，然后在电动机上施加某种负载-手指轻按，风扇叶片或桨叶移动空气等。请参见任何变化？

可视化并因此了解电路中发生的情况的一种方法（这是非常简化的解释或类推），将是认为LED没有通过足够的电流来点亮灯。简而言之，它本质上比灯具有更大的电阻。如果您串联放置两个相同类型的灯，则它们应均发出相同亮度的光，并达到电源允许的电流。作为一个简单的类比，串联两个相同功率的115伏交流灯需要+ -230伏特完全照明。

但是，LED的电阻比灯大得多，或者更确切地说，它是半导体并且具有正向压降。

简化：在20mA的电流消耗下，LED上的正向电压降约为2伏（我现在不记得确切的数字了），这看起来像是3伏的电池配置，仅剩下1伏用于灯。同样，LED不会传递足够的电流来加热灯丝（分类为电感器，LED为半导体，所以我的说法是不精确的），但是即使所提供的电压较高，灯也可能无法完全点亮。 LED的正向压降。

我希望这是有道理的。如果没有的话，我会道歉，但是我很着急，只看到了这一点，因为我将不得不下车去做其他事情。

您的问题使我想起了一个类似的实验，其中两个不等功率但电压相同的灯串联连接。突然向该装置施加两倍于一个灯大小的电压-只需观察发生的情况即可。在选择电压时，请注意电气安全性。额定电压为6伏的灯可以正常工作。建议在6伏的电压下停下汽车/侧灯灯泡就可以了。大约30年前，该实验已用于GCE“ A”物理实践考试！

您可以尝试的另一件事是，将具有透明玻璃外壳的不同240伏灯丝灯连接到12伏特-如果我没记错的话，25瓦灯可以正常工作，并且会发出柔和的灯丝辉光，非常令人赏心悦目。再次请注意电气安全。

我将暂时忽略电压降，并就电流进行解释。

当与LED串联放置时，流经LED的电流也会流过灯泡，但是进入灯丝的热量（电流的平方，再乘以灯泡电阻）不足以使灯丝发热到足以产生可见光。 。

LED发出的光与流过它的电流大致成正比，而灯泡的亮度（对于暗淡/功率不足的灯泡！）的比例则更接近于输入电流的立方。如果您将“麦粒”灯（20ma）与LED串联，并调节电流，这将变得很清楚。

现在，对于某些物理学而言：电池代表了几乎理想的电压源，这是因为电池内部发生了化学反应，该化学反应将电子从阴极（+）移至阳极（-）直到两个端子之间的电位差达到开路-电路电压。我称这个为Vbatt。

当在两个端子之间建立电连接时，由于该电势差，电子在外部连接中从（-）到（+）端子流动，从而形成电子的“电路”。该电子流减小了端子之间的电势差，从而导致反应加速并提供了更多的电子，并且电流增加了。这样，由于电阻会在负载中产生增加的电压。端子处的电流和电位差会上升，直到足以阻止反应速率增加为止。数学上，I1 * R1 = Vbatt。

@Mark McLaren有趣的问题....但是，如果您可以在不改变串联电路极性的情况下交换led和灯泡的位置，那么如果我的逻辑是正确的，灯泡就会点亮....不用说了首先通过LED降压，剩余电压（LED使用的3伏减去电压）不足以用于灯泡。尽管串联时有足够的电流。电子从-电池的极性首先流向led，这可能就是为什么电压首先在led两端下降而剩余的电压在灯泡两端下降的原因。请尝试交换led和灯泡的位置，看看灯泡是否点亮。 ..甚至希望LED发光，因为led需要低电压，而剩余的电压足以满足led的需要。我好奇