Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Расчет резистора для светодиодов: примеры, онлайн калькулятор

При подключении светодиодов небольшой мощности чаще всего используется гасящий резистор.  Это наиболее простая схема подключения, которая позволяет получить требуемую яркость без использования дорогостоящих драйверов. Однако, при всей ее простоте, для обеспечения оптимального режима работы необходимо провести расчет резистора для светодиода.

Светодиод как нелинейный элемент

Рассмотрим семейство вольт-амперных характеристик (ВАХ) для светодиодов различных цветов:

Эта характеристика показывает зависимость тока, проходящего через светоизлучающий диод, от напряжения, приложенного к нему.

Как видно на рисунке, характеристики имеют нелинейный характер. Это означает, что даже при небольшом изменении напряжения на несколько десятых долей вольта, ток может измениться в несколько раз.

Однако при работе со светодиодами обычно используют наиболее линейный участок (т.н. рабочую область) ВАХ, где ток изменяется не так резко. Чаще всего производители указывают в характеристиках светодиода положение рабочей точки, то есть значения напряжения и тока, при которых достигается заявленная яркость свечения.

На рисунке показаны типовые значения рабочих точек для красных, зеленых, белых и голубых светодиодов при токе 20 мА. Здесь можно заметить, что led разных цветов при одинаковом токе имеют разное падение напряжения в рабочей области. Эту особенность следует учитывать при проектировании схем.

Представленные выше характеристики были получены для светоизлучающих диодов, включенных в прямом направлении. То есть отрицательный полюс питания подключен к катоду, а положительный – к аноду, как показано на картинке справа:

Полная же ВАХ выглядит следующим образом:

Здесь видно, что обратное включение бессмысленно, поскольку светодиод не будет излучать, а при превышении некоторого порога обратного напряжения выйдет из строя в результате пробоя. Излучение же происходит только при включении в прямом направлении, причем интенсивность свечения зависит от тока, проходящего через led. Если этот ток ничем не ограничивать, то led перейдет в область пробоя и перегорит. Если нужно установить рабочий светодиод или нет, то Вам будет полезна статья подробно раскрывающая все способы проверки led.

Как подобрать резистор для одиночного светодиода

Для ограничения тока светоизлучающего диода можно использовать резистор, включенный таким образом:

Теперь определяем, какой резистор нужен. Для расчета сопротивления используется формула:

где U пит  — напряжение питания,

U пад- падение напряжения на светодиоде,

I — требуемый ток светодиода.

При этом мощность, рассеиваемая на резисторе, будет пропорциональна квадрату тока:

Например, для красного светодиода Cree C503B-RAS типовое падение напряжения составляет 2.1 В при токе 20 мА. При напряжении питания 12 В сопротивление резистора будет составлять

Из стандартного ряда сопротивлений Е24 подбираем наиболее близкое значение номинала – 510 Ом. Тогда мощность, рассеиваемая на резисторе, составит

Таким образом, потребуется гасящий резистор номиналом 510 Ом и мощностью рассеивания 0.25 Вт.

Может сложиться впечатление, что при низких напряжениях питания можно подключать led без резистора. На этом видео наглядно показано, что произойдет со светоизлучающим диодом, включенного таким образом, при напряжении всего 5 В:

Светодиод сначала будет работать, но через несколько минут просто перегорит. Это вызвано нелинейным характером его ВАХ, о чем говорилось в начале статьи.

Никогда не подключайте светодиод без гасящего резистора даже при низком напряжении питания. Это ведет к его выгоранию и, в лучшем случае, к обрыву цепи, а в худшем – к короткому замыканию.

Расчет резистора при подключении нескольких светодиодов

Подключить несколько led можно двумя способами: последовательно и параллельно. Схемы включения показаны ниже. Не забудьте почитать более подробно про способы подключения светодиодов.

При последовательном соединении используется один резистор, задающий одинаковый ток всей цепочке led. При этом следует учитывать, что источник питания должен обеспечивать напряжение, превышающее общее падение напряжения на диодах. То есть при соединении 4 светодиодов с падением 2.5 В потребуется источник напряжением более 10 В. Ток при этом для всех будет одинаковым. Сопротивление резистора в этом случае можно рассчитать по формуле:

где  — напряжение питания,

— сумма падений напряжения на светодиодах,

— ток потребления.

Так, 4 зеленых светодиода Kingbright L-132XGD напряжением 2.5 В и током 10 мА при питании 12 В потребуют резистора сопротивлением

При этом он должен рассеивать мощность

При параллельном подключении каждому светоизлучающему диоду ток ограничивает свой резистор. В таком случае можно использовать низковольтный источник питания, но ток потребления всей цепи будет складываться из токов, потребляемых каждым светодиодом. Например, 4 желтых светодиода BL-L513UYD фирмы Betlux Electronics с потреблением 20 мА каждый, потребуют от источника ток не менее 80 мА при параллельном включении. Здесь сопротивление и мощность резисторов для каждой пары «резистор – led» рассчитываются так же, как при подключении одиночного светодиода.

Обратите внимание, что и при последовательном, и при параллельном соединении используются источники питания одинаковой мощности. Только в первом случае потребуется источник с большим напряжением, а во втором – с большим током.

Нельзя подключать параллельно несколько светодиодов к одному резистору, т.к. либо они все будут гореть очень тускло, либо один из них может открыться чуть раньше других, и через него пойдет очень большой ток, который выведет его из строя.

Программы для расчета сопротивления

При большом количестве подключаемых led, особенно если они включены и последовательно, и параллельно, рассчитывать сопротивление каждого резистора вручную может быть проблематичным.

Проще всего в таком случае воспользоваться одной из многочисленных программ расчета сопротивления. Очень удобным в этом плане является онлайн калькулятор на сайте cxem.net:

https://cxem.net/calc/ledcalc.php

Он включает в себя небольшую базу данных самых распространенных светодиодов, поэтому необязательно вручную набирать значения падения напряжения и тока, достаточно указать напряжение питания и выбрать из списка нужный светоизлучающий диод. Программа рассчитает сопротивление и мощность резисторов, а также нарисует схему подключения или принципиальную схему.

Например, с помощью этого калькулятора был рассчитан резистор для трех светодиодов CREE XLamp MX3 при напряжении питания 12 В:

Также программа обладает очень полезной функцией: она подскажет цветовую маркировку требуемого резистора.

Еще одна простая программа для расчета сопротивления разработана Сергеем Войтевичем. Скачать программу можно по этой ссылке.

Здесь уже вручную выбирается способ подключения светодиодов, напряжение и ток. Программа не требует установки, достаточно распаковать ее в любую директорию.

Заключение

Гасящий резистор – самый простой ограничитель тока для светодиодной цепи. От его подбора зависит ток, а значит, интенсивность свечения и долговечность led. Однако следует помнить, что при больших токах на резисторе будет выделяться значительная мощность, поэтому для питания мощных светодиодов лучше применять драйверы.

Калькулятор светодиодов. Расчет ограничительных резисторов для одиночных светодиодов и светодиодных массивов • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Калькулятор нарисует принципиальную и монтажную схему одного светодиода с ограничительным резистором или светодиодного массива, состоящего из нескольких параллельных ветвей светодиодов, с последовательно включенным ограничительным резистором. Если вы только начинаете изучать электронику или учитесь в техническом университете, вы можете использовать этот калькулятор для изучения светодиодов. Если же вы не в первый раз разрабатываете массив светодиодов, воспользуйтесь им для проверки своих расчетов. И конечно, этот и другие калькуляторы на TranslatorsCafe.com пригодятся всем, кто хочет изучить технический английский, так как все они есть и в английской версии.

Пример: Рассчитать последовательно-параллельный массив, состоящий из 30 красных светодиодов с прямым напряжением 2 В и прямым током 20 мА для напряжения источника 12 В.

Входные данные

Напряжение источника питания

VsВ

Напряжение источника питания должно быть выше прямого напряжения светодиода и менее 250 В.

Прямой ток светодиода

IfмА

Для питания мощных светодиодов необходимо использовать стабилизаторы тока, а не ограничительные резисторы.

Выберите тип светодиода

Выберите тип светодиодаинфракрасныйкрасныйзелёныйжёлтыйоранжевый/янтарныйсинийбелыйдругой

или Прямое напряжение светодиода

VfВ

Количество светодиодов в массиве

Nt

Количество светодиодов в цепи последовательно включенных светодиодов с ограничительным резистором. Если этот параметр не задан, он будет рассчитан автоматически.

Ns

Число светодиодов в цепи последовательно включенных светодиодов не должно быть больше {0} для заданных напряжения источника питания и прямого напряжения светодиода.

Выходные данные

Такая схема имеет слишком низкий КПД из-за большой мощности, рассеиваемой на одном или нескольких ограничительных резисторах.

Массив {0} x {1}, всего светодиодов {2}

Число светодиодов в одной цепи {0}

Принципиальная схема

Монтажная схема

Номинал и максимальная рассеиваемая мощность резистора для последовательной цепи с максимальным для данного напряжения питания количеством светодиодов:

Общая мощность, рассеиваимая на всех ограничительных резисторах:

Общая мощность, рассеиваемая всеми светодиодами:

Общая мощность, потребляемая массивом светодиодов:

Ток, потребляемый от источника питания:

Количество светодиодов в матрице:

Количество последовательных ветвей, соединенных параллельно:

Количество светодиодов в последовательной ветви с макс. количеством светодиодов:

Количество светодиодов в дополнительной ветви с количеством светодиодов, меньшим максимального:

Определения и формулы для расчета

Одиночный светодиод

Светодиод (светоизлучающий диод) — полупроводниковый источник излучения в оптическом диапазоне с двумя или более выводами. Монохромные светодиоды обычно имеют два вывода, двухцветные — два или три вывода, трехцветные снабжены четырьмя выводами. Светодиод излучает свет, если к его вывода приложено определенное прямое напряжение.

Обычный инфракрасный светодиод и его условное обозначение на принципиальных схемах (на российских принципиальных схемах светодиоды изображают без разрыва проводника). Квадратный кристалл светодиода установлен на отрицательном электроде (катоде). К положительному электроду (аноду) кристалл подключается с помощью тонкого проводника.

Для подключения светодиода к источнику питания можно использовать простую схему с последовательно включенным токоограничительным резистором. Резистор необходим в связи с тем, что падение напряжение на светодиоде является постоянным в относительно широком диапазоне рабочих токов.

Цвета светодиодов, материал полупроводника, длина волны и падение напряжения
ЦветМатериал полупроводникаДлина волныПадение напряжения
ИнфракрасныйАрсенид галлия (GaAs)850-940 нм
КрасныйАрсенид-фосфид галлия (GaAsP)620-700 нм1.6—2.0 В
ОранжевыйАрсенид-фосфид галлия (GaAsP)590-610 нм2.0—2.1 В
ЖелтыйАрсенид-фосфид галлия (GaAsP)580-590 нм2.1—2.2 В
ЗеленыйФосфид алюминия-галлия (AlGaP)500-570 нм1.9—3.5 В
СинийНитрид индия-галлия (InGaN)440-505 нм2.48—3.6 В
БелыйДиоды с люминофором или трехцветные RGBШирокий спектр2. 8—4.0 В

Поведение светодиодов и резисторов в схемах отличается. В соответствии с законом Ома, резисторы имеют линейную зависимость падения напряжения от протекающего через них тока:

Вольтамперные характеристики типичных светодиодов различных цветов

Если напряжение на резисторе увеличивается, ток также пропорционально увеличивается (здесь мы предполагаем, что величина сопротивления резистора остается постоянной). Светодиоды ведут себя не так. Их поведение соответствует поведению обычных диодов. Вольтамперные характеристики светодиодов разного цвета приведены на рисунке. Они показывают, что ток через светодиод не прямо пропорционален падению напряжения на светодиоде. Видно, что имеется экспоненциальная зависимость тока от прямого напряжения. Это означает, что при небольшом изменении напряжения ток может измениться очень сильно.

Если прямое напряжение на светодиоде невелико, его сопротивление очень большое и светодиод не горит. При превышении указанного в технических характеристиках порогового уровня светодиод начинает светиться и его сопротивление быстро падает. Если приложенное напряжение превышает рекомендуемую величину прямого напряжения, которое может быть в пределах 1,5—4 В для светодиодов различных цветов, ток через светодиод резко растет, что может привести к выходу его из строя. Для ограничения этого тока, последовательно со светодиодом включают резистор, который ограничивает ток таким образом, что он не превышал рабочий ток, указанный в характеристиках светодиода.

Формулы для расчетов

Светодиод в прямоугольном корпусе с плоским верхом применяется, например, для индикаторов уровня

Ток через ограничительный резистор Rs можно рассчитать по формуле закона Ома, в которой из напряжения питания Vs вычитается прямое падение напряжения на светодиоде Vf:

Здесь Vs напряжение источника питания в вольтах (например, 5 В от шины USB), Vf прямое падение напряжения на светодиоде и I прямой ток через светодиод в амперах. Значения Vf и If приводятся в технических характеристиках светодиода. Типичные значения Vf показаны выше в таблице. Типичный ток индикаторных светодиодов 20 мА.

После расчета сопротивления резистора, из ряда номиналов сопротивлений выбирается ближайшее большее стандартное значение. Например, если расчет показывает, что нужен резистор Rs = 145 ом, мы (и калькулятор) выберем резистор Rs = 150 ом.

Токоограничительный резистор рассеивает определенную мощность, которая рассчитывается по формуле

Оранжевые светодиоды обычно используются в маршрутизаторах для указания скорости обмена 10/100 Мбит/с. Зеленые светодиоды горят при скорости 1000 Мбит/с

Для надежной работы резистора его мощность выбирается вдвое выше расчетой. Например, если по формуле получилось 0,06 Вт, мы выберем резистор на 0,125 Вт.

А теперь рассчитаем эффективность работы нашей схемы (ее КПД), который покажет какой процент мощности, отдаваемой источником питания, потребляется светодиодом. На светодиоде рассеивается такая мощность:

Тогда общее потребление будет равно

КПД схемы включения светодиода с ограничительным резистором:

Для выбора источника питания необходимо рассчитать ток, который он должен отдавать в схему. Это делается по формуле:

Светодиодная лента со светодиодами типа 5050; цифры 50 и 50 означают длину и ширину микросхемы в миллиметрах; токоограничительные резисторы 150 ом уже установлены на ленте последовательно со светодиодами

Светодиодные массивы

Одиночный светодиод можно зажигать с помощью токоограничительного резистора. Однако для питания светодиодных массивов, которые все чаще используются для освещения, подсветки в телевизорах и компьютерных мониторах, в рекламе и для других целей, необходимы специализированные источники питания. Мы все привыкли к источникам, выдающим стабилизированное напряжение питания. Однако, для питания светодиодов нужны источники, в которых стабилизируется ток, а не напряжение. Однако и с такими источниками ограничительные резисторы все равно устанавливают.

Если нужно изготовить светодиодный массив, используют несколько последовательных светодиодных цепей, соединенных параллельно. Для цепи из последовательных светодиодов необходим источник питания с напряжением, которое превышает сумму падений напряжений на отдельных светодиодах. Если его напряжение выше этой суммы, необходимо включить в цепь один токоограничительный резистор. Через все светодиоды течет одинаковый ток, что (до определенной степени) позволяет получить одинаковую яркость.

Однако если один из светодиодов в цепи откажет так, что он будет в обрыве (именно такой отказ чаще всего и происходит), вся цепочка светодиодов погаснет. В некоторых схемах и конструкциях для предотвращения таких отказов вводят особый шунт, например, ставят стабилитрон параллельно каждому диоду. Когда диод сгорает, напряжение на стабилитроне становится достаточно высоким и он начинает проводить ток, обеспечивая работу исправных светодиодов. Этот подход хорош для маломощных светодиодов, однако в схемах, предназначенных для наружного освещения, нужны более сложные решения. Конечно, это приводит к увеличению стоимости и габаритов устройств. Сейчас (в 2018 году) можно наблюдать, что светодиодные фонари на улицах, при планируемом сроке службы в 10 лет служат не более года. То же относится и к бытовым светодиодным лампам, в том числе и производителей с известными именами.

Полоса светодиодов, используемая для подсветки телевизионного ЖК -дисплея. Такая полоска устанавливается с двух сторон панели дисплея. Данная конструкция позволяет делать очень тонкие дисплеи. Отметим, что телевизионные ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой, которые обычно продаются под названием LED TV, то есть «светодиодные телевизоры» таковыми на самом деле не являются. В настоящих светодиодных телевизорах (OLED TV) используются светодиодные графические экраны на органических светодиодах и стоят они значительно дороже телевизоров с ЖК-дисплеем.

При расчете требуемого сопротивления токоограничительного резистора Rs, все падения напряжения на каждом светодиоде складываются. Например, если падение напряжения на каждом из пяти соединенных последовательно горящих светодиодов составляет 2 В, то полное падение напряжение на всех пяти будет 2 × 5 = 10 В.

Несколько идентичных светодиодов можно соединять и параллельно. У параллельно соединенных светодиодов прямые напряжения Vf должны быть одинаковыми — иначе в них не будут протекать одинаковые токи и их яркость будет различной. Если светодиоды соединяются параллельно, очень желательно ставить токоограничительный резистор последовательно с каждым из них. При параллельном соединении отказ одного светодиода, при котором он будет в обрыве, не приведет к выходу из строя всего массива — он будет работать нормально. Другой проблемой параллельного соединения является выбор эффективного источника питания, обеспечивающего большой ток при низком напряжении. Такой источник питания будет стоить намного больше, чем источник той же мощности, но на высокое напряжение и меньший ток.

В этом обычном уличном фонаре 8 параллельных цепей из пяти последовательно соединенных мощных светодиодов питаются от источника питания со стабилизацией тока с высоким КПД. Отметим, что две цепи в этом фонаре (слева вверху и справа внизу), установленном всего несколько месяцев назад, уже сгорели, так как в каждой из них светодиоды соединены последовательно, а схемы для предотвращения отказов отсутствуют или не работают.

Расчет токоограничительных резисторов

Если количество светодиодов в последовательной цепи NLEDs in string (обозначенное Ns в поле ввода) введено, то максимальное количество светодиодов в цепи последовательно соединенных светодиодов NLEDs in string max определяется как

Если количество светодиодов в последовательной цепи NLEDs in string (обозначенное Ns в поле ввода) введено, то максимальное количество светодиодов в цепи последовательно соединенных светодиодов NLEDs in string max определяется как

Светодиоды типа 3014 (3,0 × 1,4 мм) для поверхностного монтажа, используемые для боковой подсветки ЖК-панели телевизора.

Количество цепей с максимальным количество светодиодов в цепи Nstrings:

Количество светодиодов в дополнительной цепи с остатком светодиодов Nremainder LEDs :

Если Nremainder LEDs = 0, то дополнительной цепи не будет.

Определим сопротивление токоограничительного резистора в цепи с максимальным количеством светодиодов:

Определим сопротивление токоограничительного резистора в цепи с количеством светодиодов меньше максимального:

Общая мощность PLED, рассеиваемая всеми светодиодами:

Мощность, потребляемая всеми резисторами:

Гибкие светодиодные дисплеи на железнодорожной станции; в таких дисплеях используются группы светодиодов в качестве отдельных пикселей. В связи с высокой яркостью светодиодов и их хорошей видимостью при ярком солнечном свете, такие дисплеи часто можно увидеть на наружной рекламных щитах и дорожных указателях маршрута. Светодиодные дисплеи также можно использовать для освещения и в этой роли их часто используют в фонарях с регулируемой цветовой температурой для видео и фотосъемки.

Номинальная мощность резисторов определяется с учетом двойного запаса k = 2, который обеспечивает надежную работу резистора. Выбираем из ряда значений мощности : 0.125; 0.25; 0.5; 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 50 W резистор с мощностью вдвое выше, чем расчетная.

Рассчитаем общую мощность, потребляемую всеми резисторами:

Рассчитаем общую мощность, потребляемую светодиодным массивом:

Рассчитаем ток, который должен обеспечить источник питания:

И наконец, рассчитаем КПД нашего массива:

Возможно, вас заинтересуют конвертеры Яркости, Силы света and Освещенности.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Какой формулой рассчитать мощность резисторов

Резисторы применяются практически во всех электросхемах. Это наиболее простой компонент, в основном, служащий для ограничения или регулирования тока, благодаря наличию сопротивления при его протекании.

Резисторы

Виды резисторов

Внутреннее устройство детали может быть различным, но преимущественно это изолятор цилиндрической формы, с нанесённым на его внешнюю поверхность слоем либо несколькими витками тонкой проволоки, проводящими ток и рассчитанными на заданное значение сопротивления, измеряемое в омах.

Существующие разновидности резисторов:

  1. Постоянные. Имеют неизменное сопротивление. Применяются, когда определенный участок электроцепи требует установки заданного уровня по току или напряжению. Такие компоненты необходимо рассчитывать и подбирать по параметрам;
  2. Переменные. Оснащены несколькими выводными контактами. Их сопротивление поддается регулировке, которая может быть плавной и ступенчатой. Пример использования – контроль громкости в аудиоаппаратуре;
  3. Подстроечные – представляют собой вариант переменных. Разница в том, что регулировка подстроечных резисторов производится очень редко;
  4. Есть еще резисторы с нелинейными характеристиками – варисторы, терморезисторы, фоторезисторы, сопротивление которых меняется под воздействием освещения, температурных колебаний, механического давления.

Важно! Материалом для изготовления практически всех нелинейных деталей, кроме угольных варисторов, применяемых в стабилизаторах напряжения, являются полупроводники.

Параметры резисторного элемента

  1. Для резисторов применяется понятие мощности. При прохождении через них электротока происходит выделение тепловой энергии, рассеиваемой в окружающее пространство. Мощность детали является параметром, который показывает, сколько энергии она может выделить в виде тепла, оставаясь работоспособной. Мощность зависит от габаритов детали, поэтому у маленьких зарубежных резисторов ее определяют на глаз, сравнивая с российскими, технические характеристики которых известны;

Важно! Импортные резисторные элементы идентичной мощности имеют несколько меньшие размеры, так как российские производятся с некоторым запасом по этому показателю.

На схеме мощность показана следующим образом.

Условное обозначение мощности

  1. Второй параметр – сопротивление элемента. На российских деталях типа МЛТ и крупных импортных образцах оба параметра указываются на корпусе (мощность – Вт, сопротивление – Ом, кОм, мОм). Для визуального определения сопротивления миниатюрных импортных элементов применяется система условных обозначений с помощью цветных полосок;

Цветовая маркировка резисторов

  1. Допуски. Невозможно изготовить деталь с номинальным сопротивлением, в точности соответствующим заявленному значению. Поэтому всегда указываются границы погрешности, называемые допуском. Его величина – 0,5-20%;
  2. ТКС – коэффициент температуры. Показывает, как варьируется сопротивление при изменении внешней температуры на 1°С. Желательно, но не обязательно подбирать элементы с близким или идентичным значением этого показателя для одной цепи.

Расчет резисторов

Для расчета сопротивления резистора формула применяемая в первую очередь – это закон Ома:

I = U/R.

Исходя из этой формулы, можно вывести выражение для сопротивления:

R = U/I,

где U – разность потенциалов на выводных контактах резистора.

Пример. Необходимо провести зарядку аккумулятора 2,4 В зарядным током 50 мА от автомобильной 12-вольтовой батареи. Прямое соединение сделать нельзя из-за слишком высоких показателей по току и напряжению. Но возможно поставить в схему сопротивление, которое обеспечит нужные параметры.

Предварительно нужно рассчитать резистор:

  • Расчет начинается с определения падения напряжения, которое должен обеспечить резисторный элемент:

U = 12-2,4 = 9,6 B

  • Протекающий по детали ток – 50 мА. Следовательно, R = 9,6/0,05 = 192 Ом

Теперь можно уже подобрать нужный резистор по одному показателю.

Если рассчитанной детали не нашлось, можно применить соединение из нескольких резисторных элементов, установив их последовательно или параллельно. Расчет сопротивлений при этом имеет свои особенности.

Последовательное соединение

Последовательно соединенные сопротивления складываются:

R = R1+ R2.

Если нужно получить общий результат 200 Ом, и имеется один резистор на 120 Ом, то расчет другого:

R2 = R-R1 = 200-120 = 80 Ом.

Последовательное соединение

Параллельное соединение

При параллельной схеме другая зависимость:

1/R = 1/R1 + 1/R2.

Или преобразованный вариант:

R = (R1 x R2)/ (R1 + R2).

Важно! Параллельное соединение можно использовать, когда в наличии детали с большим сопротивлением, чем требуется, последовательное наоборот.

Пример. Необходимо сопротивление 200 Ом. Имеется деталь R2 на 360 Ом. Какое сопротивление подобрать еще? R1 = R2/(R2/R-1) = 360/(360/200-1) = 450 Ом.

Параллельное соединение

Смешанное соединение

В смешанных схемах присутствуют последовательно-параллельные комбинации. Расчет таких схем сводится к их упрощению путем преобразований. На рисунке ниже представлено, как упростить схему, рассчитывая общий показатель для шести резисторов с учетом их соединения.

Расчет сопротивления в смешанной схеме

Мощность

Определив сопротивление, еще нельзя выбрать деталь. Чтобы обеспечить надежную работу схемы, необходимо найти и другой параметр – мощность. Для этого надо знать, как рассчитать мощность резисторного элемента.

Формулы, по которым можно рассчитать мощность резистора:

Пример. I = 50 мА; R = 200 Ом. Тогда P = I² x R = 0,05² x 200 = 0,5 Вт.

Если не учитывать значение тока, расчет мощности резистора ведется по другой формуле.

Пример. U = 9,6 В, R = 200 Ом. P = U²/R = 9,6²/200 = 0,46 Вт. Получился тот же результат.

Теперь, зная точные параметры рассчитываемого резисторного элемента, подберем радиодеталь.

Важно! При выборе деталей возможно их заменить на резисторы с мощностью, больше рассчитанной, но обратный вариант не подходит.

Это основные формулы для расчета резисторных деталей, на основании которых производится анализ узлов схемы, где главным является определение токов и напряжений, протекающих через конкретный элемент.

Видео

Оцените статью:

Калькулятор светодиодов

Я уже прочитал статью, сразу перейти к калькулятору.

Для устойчивой работы светодиоду необходим источник постоянного напряжения и стабилизированный ток, который не будет превышать величины, допустимые спецификой конкретного светодиода. Если необходимо подключить светодиоды индикаторные, рабочий ток которых не превышает 50-100мА, можно ограничить ток посредством резисторов. Если речь идет о питании мощных светодиодов с рабочими токами от сотен миллиампер до единиц ампер, то не обойтись без специальных устройств – драйверов (подробнее об этих устройствах читайте в статье "Драйвера для светодиодов", готовые модели драйверов можно увидеть здесь.). Далее рассмотрим варианты, когда требуемый ток небольшой и обойтись резисторами все же можно.

Резисторы являются пассивными элементами – ток они просто ограничивают, но никак не стабилизируют. Сила тока будет меняться с изменением напряжения в соответствии с законом Ома. Ограничивается ток резистором банальным преобразованием «лишнего» электричества в тепло по формуле

P = I2R, где P - выделяемое тепло в ваттах, I - сила тока в цепи в амперах, R - сопротивление в омах.

Устройство при этом, естественно, греется. Способность резистора рассеивать тепло не безгранична и, при превышении допустимого тока, он сгорит. Допустимая рассеиваемая мощность определяется корпусом резистора. Это нужно учитывать при планировании подключения светодиодов и выбирать элементы с, как минимум, двойным запасом прочности.

Схема подключения одного светодиода

Если необходимо подключить один светодиод, то сопротивление резистора можно рассчитать, в соответствии с законом Ома, по простой формуле:

R = (U - UL) / I, где R - требуемое сопротивление в омах, U - напряжение источника питания, UL - падение напряжения на светодиоде в вольтах, I - нужный ток светодиода в амперах.

Очень часто нужно подключить не один, а несколько светодиодов. В этом случае возможно их последовательное или параллельное подключение.

Схема последовательного подключения светодиодов

Падение напряжения на последовательно соединенных светодиодах суммируется, через каждый из них протекает одинаковый ток. Напряжение источника питание должно быть больше, чем суммарное падение напряжения.

Рассчитывается сопротивление резистора по такому же принципу, как и в случае одного светодиода, только учитывается падение напряжения не на одном светляке, а суммарно для всей цепочки.

Последовательное подключение удобно тем, что требует минимум дополнительных деталей, кроме того, от источника питания не требуется большой ток. Но при большом количестве светодиодов может потребоваться существенное напряжение. Кроме того, если один из последовательной цепочки сгорит, то цепь оборвется и светить перестанут все светодиоды. Также при таком варианте подключения важно использовать совершенно одинаковые светодиоды, иначе их разные параметры будут служить источником дисбаланса. В итоге они могут либо светить неравномерно, либо значительно быстрее выходить из строя.

Схема параллельного подключения светодиодов

Параллельное подключение равносильно одновременному подключению отдельных светодиодов, которым совсем «не обязательно знать» о наличии других светодиодов. При этом напряжение источника питания должно превышать падение напряжения на одном светодиоде. Сила тока каждого светодиода может регулироваться индивидуально, выбором сопротивления подсоединенного к нему резистора. Важно, чтобы источник питания «знал», сколько светодиодов к нему подключено, поскольку общая сила тока, которую потребуется от него предоставить, равна сумме токов, протекающих через все светодиоды. Если один из светодиодов выйдет из строя, со свечением остальных ничего не произойдет, поскольку работают они индивидуально. Учтите, что это не относится к параллельным светодиодам, которые питаются от токоограничивающего драйвера! Драйвер стабилизирует ток, выход из строя одной из веток приведет к общему снижению тока. Это снижение драйвер немедленно компенсирует, что приведет к повышению тока на оставшихся ветках. А они могут это и не пережить. По аналогичной причине следует избегать подключения нескольких параллельных светодиодов через один токоограничивающий резистор.

Схема правильного и неправильного параллельного подключения светодиодов

Сопротивление каждого резистора при параллельном подключении светодиодов рассчитывается, повторюсь, так же, как и при подключении одного светодиода.

Параллельное подключение светодиодов не требует высокого напряжения питания, но при его использовании необходимо обеспечить достаточную силу тока. Требуется большее количество деталей, но можно одновременно подключить светодиоды с разными параметрами. Также большее количество токоограничивающих резисторов, которые будут выделять тепло, даст более низкий общий КПД схемы по сравнению с последовательным подключением.

Быстро рассчитать сопротивление резистора при подключении одного или нескольких одинаковых светодиодов поможет предложенная ниже форма онлайн-калькулятора светодиодов.

Расчет резистора для светодиода

Тип подключения:

Выбрано: Один светодиод

Общая потребляемая мощность:

Общий ток источника питания:

На резисторах рассеивается:

На светодиодах рассеивается:

КПД схемы:

Требуемая мощность резисторов - очень большая!!

Выбирайте резисторы с номиналом не меньше рассчитанного!

Как правильно рассчитать и подобрать резистор для светодиода

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.

Содержание

  • 1. Онлайн калькулятор
  • 2. Основные параметры
  • 3. Особенности дешёвых ЛЕД

Онлайн калькулятор

Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление  в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.

Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.

Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла.  Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.

Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.

Основные параметры

Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД

Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.  Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно.

Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло.  Чем равномернее они горят, тем меньше разброс.

Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.

Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB  диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от  10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.

Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа  и зависит от назначения:

  • цвета синий, красный, зелёный, желтый;
  • трёхцветный RGB;
  • четырёхцветный RGBW;
  • двухцветный, теплый и холодный белый.

Особенности дешёвых ЛЕД

Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели  SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.

Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.

В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W.

Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.

Китайские светодиодные лампы кукурузы

Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.

Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W

Чтобы сэкономить денежку, мои  светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц.

После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.

 Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.

Правильный расчет резистора для светодиода (онлайн калькулятор)

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения.

Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED).

В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED.

Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным.

Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт.

Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В.

В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно.

Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера.

Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.

Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора.

Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96).

В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.

Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В.

Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую.

Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А. Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную.

Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания.

Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Расчёт резистора для светодиода

Светодиоды. Виды, типы светодиодов. Подключение и расчёты.

Вот так светодиод выглядит в жизни :    А так обозначается на схеме : 

 Для чего служит светодиод?  Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.

  Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.

   Подключение и пайка    Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку.  Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет электрод большего размера (но это не официальные метод).

  Проверка светодиодов    Никогда не подключайте светодиодов непосредственно батарее или источнику питания!   Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его.

  Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее.

Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!

  Цвета светодиодов   Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый.  Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.

  Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса.

  Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его… 

  

  Многоцветные светодиоды

  Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками.  Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

  Расчет светодиодного резистора   Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он сгорит практически мгновенно…  Резистор R определяется по формуле :

  R = (V S — V L) / I

V S = напряжение питания  V L= прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правилоот 2 до 4волт)  I  = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для Вашего диода Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда возьмите резистор большего номинала.  На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения уменьшится совсем незначительно. Например:  Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A,

 R = (- 9 В) / 0.02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше). 

  •   Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома  Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где :  V = напряжение через резистор (V = S — V L в данном случае)  I = ток через резистор
  •  Итак R = (V S — V L) / I

  Последовательное подключение светодиодов.  Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды.

  Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа.  Блок питания должен иметь достаточную мощность и  обеспечить соответствующее напряжение.

  1.  V L = 2V +  2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются).
  2.  Резистором R = (V S — V L) / I = (9 — 6) /0,015 = 200 Ом
  3. Избегайте подключения светодиодов в параллели!  Подключение несколько светодиодов в параллели с помощью одного резистора не очень хорошая идея…

 Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A,  Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).

  Мигающие светодиоды   Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему.  Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду.  Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.

  •  Цифробуквенные светодиодные индикаторы   Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически единственным и самым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны 🙂 

      При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод.

При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три — тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.7, когда четыре диода — номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти — номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д.

При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от колиества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа.

Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывет практика, обязательно находится слабое звено.

Основы электроники. Урок №4: Расчет резистора для светодиода

Сегодня мы начнем с изучения нового элемента, а именно светодиода. Основные сведения о светодиоде собраны в отдельной статье здесь.

Светодиод, в основном, имеет 2 вывода: длинный вывод (анод) соединяется с плюсом питания, более короткий вывод (катод) с минусом. Светодиод, подключенный наоборот не будет светиться, и кроме того, при превышении определенного напряжения может даже сгореть.

С чего следует начать при работе со светодиодом? С просмотра технических параметров на конкретный светодиод! Иногда необходимые нам сведения можно также получить при покупке в магазине. Что же нам нужно знать? То, что мы ищем – это прямой ток (forward current) и прямое напряжение (forward voltage).

Для светодиода главное — это правильно подобранный ток, так как он напрямую влияет на срок службы светодиода. Поэтому мы говорим, что светодиод — это элемент, питаемый током (не напряжением!).

При изучении datasheet для одноцветных светодиодов размером 5мм вот что было обнаружено:

  • красный светодиод: 20 мА / 2,1 В
  • зеленый светодиод: 20 мА / 2,2 В
  • желтый светодиод: 20 мА / 2,2 В
  • оранжевый светодиод: 25 мА / 2,1 В
  • синий светодиодный индикатор: 20 мА / 3,2 В
  • светодиод белый: 25 мА / 3,4 В

(параметры светодиодов могут незначительно отличаться в зависимости от экземпляра и производителя светодиодов)

Нашим источником питания, как и в предыдущих упражнениях, является кассета из 4 батареек, дающие напряжение около 6 вольт. Теперь встает вопрос: как подобрать резистор для ограничения тока красного светодиода, подключенного согласно следующей схеме:

Наша батарея обеспечивает напряжение порядка 6 вольт. Красному светодиоду необходим ток около 20мА. Плюс ко всему нужно учесть падение напряжения на этом светодиоде, т. е. 2,1 вольт:

  • UR1 = UB1 – UD1
  • UR1 = 6В – 2,1В
  • UR1 = 3,9В
  •  Теперь достаточно подставить наши данные в формулу:
  • R1 = UR1 / I
  • R1 = 3,9В / 20мА
  • R1 = 3,9В / 0,02А
  • R1 = 195 Ом

Таким вот простым способом мы рассчитали сопротивление резистора R1 для красного светодиода, который должен иметь сопротивление минимум 195 Ом. Но вы не сможете найти резистор такого номинала! Что же делать в таком случае? Надо взять из номинального ряда резистор большей величины, но с максимально близким сопротивлением.

См. Подбор сопротивления резистора по цветным полоскам

Ближайший в номинальном ряду резисторов находится резистор с сопротивлением 200 Ом, и именно такой мы должны использовать в нашей схеме. Почему? Конечно, ничто не мешает нам использовать резистор большего сопротивления, например, 470 Ом, 2,2 кОм… Но как это повлияет на свечение нашего светодиода? Давайте проверим!

На фото этого конечно не заметно, но светодиод светит очень ярко с резистором 200 Ом. Но что случится, если мы заменим резистор на другой, с большим сопротивлением, например, 470 Ом? Светодиод по-прежнему горит.

Дальше будем последовательно увеличивать сопротивление: 2,2кОм, 3,9кОм, 4,7кОм… Обратите внимание, что светодиод с увеличением сопротивления резистора светит все слабее и слабее пока, наконец, вообще не перестает светиться.

Еще одно замечание по существу — необходимо использовать резисторы немного больше, чем это следует из расчетов (например, 210 Ом вместо 200 Ом).

Почему? Наверно вы обратили внимание, что для расчетов мы взяли номинальное напряжение нашей батареи, в реальности свежие батарейки могут давать более высокое напряжение и поэтому сопротивление резистора может быть недостаточным.

Ток на светодиоде будет выше необходимого, что в конечном счете скажется на сроке его службы.

Еще один пример, из жизни (вернее из частых вопросов). Как подобрать резистор для схемы (в автомобиль) , в которой последовательно соединены два красных светодиода (прямой ток 20 мА, прямое напряжение 2,1 В)?

  1. Величину сопротивления резистора R1 рассчитываем аналогично, как в примере выше, с той лишь разницей, что от напряжения бортовой сети автомобиля (14В), необходимо вычесть падение напряжения на обоих диодах D1 и D2:
  2. UR1 = UE1 – UD1 – UD2
  3. UR1 = 14В – 2,1В – 2,1В
  4. UR1 = 9,8В
  5. Теперь подставим данные в формулу:
  6. R1 = UR1 / I
  7. R1 = 9,8В / 20мА
  8. R1 = 9,8В / 0,02А
  9. R1 = 490 Ом

Резистор R1, к которому подключены последовательно два красных светодиода, должен иметь сопротивление минимум 490 Ом. Ближайший в ряду является резистор номиналом 510 Ом. Если у вас нет резистора номиналом 510 Ом, помните, что вы можете соединить последовательно несколько резисторов, например, 5 резисторов по 100 Ом.

А можем ли мы в этой схеме последовательно подключить еще 5 светодиодов? Нет! На каждом из подключенных светодиодов возникает некоторое падение напряжения, другими словами каждый из них потребляет некоторое количество напряжения, например, каждому красному светодиоду нужно 2,1 вольт. Легко подсчитать, что наша батарея не в состоянии обеспечить такое напряжение:

  • 14В
  • 14В
  • Приведенный выше пример касается схемы, установленной в автомобиле, где источник напряжения 14В.

Таким же образом вы можете рассчитать сопротивление резистора для аналогичной схемы с напряжением питания 6 вольт. Какое получится сопротивление резистора R1? По нашим расчетам следует, что 90 Ом.

Следующий пример будет касаться параллельного соединения светодиодов, так как показано на следующем рисунке:

  1. На этот раз предположим, что светодиод — D1 красный (прямой ток 20 мА, прямое напряжение около 2,1 В), а светодиод D2 имеет белый цвет (прямой ток 25 мА, прямое напряжение 3,4 В).
  2. Из первого закона Кирхгофа мы знаем, что:
  3. I = I1 + I2
  4. I = 20мА + 25мА
  5. I =45 мА
  6. Подключая светодиоды параллельно к источнику питания, следует помнить, что каждый светодиод должен иметь свой резистор! Теперь давайте посчитаем падение напряжения на каждом из резисторов:
  7. UR1 = UB1 – UD1
  8. UR1 = 6В – 2,1В
  9. UR1 = 3,9В
  10. UR2 = UB1 – UD2
  11. UR2 = 6В – 3,4В
  12. UR2 = 2,6В
  13. Мы знаем, силу тока и напряжение, давайте посчитаем сопротивление:
  14. R1 = UR1 / I1
  15. R1 = 3,9В / 20мА
  16. R1 = 3,9В / 0,02А
  17. R1 = 195 Ом
  18. R2 = UR2 / I2
  19. R2 = 2,6В / 25мА
  20. R2 = 2,6В / 0,025А
  21. R2 = 104 Ом
  22. Резистор R1 должен иметь сопротивление как минимум 195 Ом (ближайший в номинальном ряду резистор на 200 Ом), а резистор R2 должен иметь сопротивление не менее 104 Ом (ближайший в ряду будет на 120 Ом).

Как лучше соединять светодиоды: последовательно или параллельно? Ответ не простой, потому что оба варианта имеют свои плюсы и минусы:

Вид соединения светодиодов
последовательное параллельное
для всех светодиодов достаточно одного
резистор
каждый светодиод должен иметь свой собственный резистор
повреждение одного светодиода приводит к
отключению всей цепочки светодиодов
при повреждении одного или несколько светодиодов, остальные светодиоды будут светятся
низкое значение тока ток в цепи увеличивается с каждым последующим светодиодом (ток
каждой ветви суммируется)
требуется более высокое напряжение источника питания
с учетом падения напряжения на
каждый из светодиодов
напряжение питания в схеме может быть
низким

Под конец урока рассмотрим еще один популярный вид – мощные светодиоды. Благодаря им, мы можем получить яркий свет. Мощные светодиоды используются, например, в автомобилях, поэтому следующий пример будет касаться именно проблемы установки мощных светодиодов в автомобиле.

Напряжение в сети автомобиля 14 вольт. Мощный светодиод имеет прямой ток 350 мА и падение напряжения 3,3 вольт. Рассчитаем сопротивление для мощного светодиода так, как мы это делали выше:

  • UR1 = UE1 – UD1
  • UR1 = 14В – 3,3В
  • UR1 = 10,7В
  • R1 = UR1 / I
    R1 = 10,7В / 350мА
  • R1 = 31 Ом

Для нашего примера надо подобрать резистор минимум 31 Ом. Проблема в том, что мощный светодиод, как указывает само название, имеет большую мощность и здесь обычный резистор не достаточен. Помимо соответствующего сопротивления наш резистор должен иметь соответствующую номинальную мощность, т. е. допустимую мощность, которая выделяется на резисторе при его работе.

Помните, что основная задача резистора — это сопротивление току. При сопротивлении всегда будет выделяться тепло в той или иной степени. Слишком большая мощность может повредить резистор.
Мощность вычисляем по следующей формуле:

  1. P = U x I
  2. P = UR1 x I1
  3. P = 10,7В x 350мА
  4. P = 3,7 Вт

Номинальная мощность нашего резистора — это минимум 3,7 Вт. В связи с этим, наши стандартные резисторы мощностью 0,25 Вт быстро сгорят.

В приведенном выше примере необходимо применить резистор на 5 Вт, но лучшим решением использование нескольких резисторов по 5 Вт, соединенных последовательно или параллельно.

Почему? Причина в том, что резисторы плохо отводят тепло (хотя бы из-за их формы), а использование нескольких резисторов сразу увеличит общую площадь поверхности, через которую происходит отдача тепла.

При подборе резистора для мощного светодиода необходимо дополнительно учитывать значительное повышение температуры самого светодиода, что вызывает изменение прямого тока. Поэтому лучше взять резистор большего сопротивления, что обеспечит стабильную работу светодиода при увеличении прямого тока из-за его нагрева во время работы.

Но на практике для питания мощных светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые будут обсуждаться в последующих уроках.

Общее правило при подборе резистора (резисторов) для светодиодов является использование чуть большего сопротивления, чем это следует из расчетов. Прямой ток и падение напряжения, протекающие через светодиод лучше измерить мультиметром, чтобы в расчетах учитывать реальные параметры конкретного светодиода.

Калькулятор светодиодов

Я уже прочитал статью, сразу перейти к калькулятору.

Для устойчивой работы светодиоду необходим источник постоянного напряжения и стабилизированный ток, который не будет превышать величины, допустимые спецификой конкретного светодиода. Если необходимо подключить светодиоды индикаторные, рабочий ток которых не превышает 50-100мА, можно ограничить ток посредством резисторов. Если речь идет о питании мощных светодиодов с рабочими токами от сотен миллиампер до единиц ампер, то не обойтись без специальных устройств – драйверов (подробнее об этих устройствах читайте в статье «Драйвера для светодиодов», готовые модели драйверов можно увидеть здесь.). Далее рассмотрим варианты, когда требуемый ток небольшой и обойтись резисторами все же можно.

Резисторы являются пассивными элементами – ток они просто ограничивают, но никак не стабилизируют. Сила тока будет меняться с изменением напряжения в соответствии с законом Ома. Ограничивается ток резистором банальным преобразованием «лишнего» электричества в тепло по формуле

P = I2R, где P — выделяемое тепло в ваттах, I — сила тока в цепи в амперах, R — сопротивление в омах.

Устройство при этом, естественно, греется. Способность резистора рассеивать тепло не безгранична и, при превышении допустимого тока, он сгорит. Допустимая рассеиваемая мощность определяется корпусом резистора. Это нужно учитывать при планировании подключения светодиодов и выбирать элементы с, как минимум, двойным запасом прочности.

Схема подключения одного светодиода

Если необходимо подключить один светодиод, то сопротивление резистора можно рассчитать, в соответствии с законом Ома, по простой формуле:

R = (U — UL) / I, где R — требуемое сопротивление в омах, U — напряжение источника питания, UL — падение напряжения на светодиоде в вольтах, I — нужный ток светодиода в амперах.

Очень часто нужно подключить не один, а несколько светодиодов. В этом случае возможно их последовательное или параллельное подключение.

Схема последовательного подключения светодиодов

Падение напряжения на последовательно соединенных светодиодах суммируется, через каждый из них протекает одинаковый ток. Напряжение источника питание должно быть больше, чем суммарное падение напряжения.

Рассчитывается сопротивление резистора по такому же принципу, как и в случае одного светодиода, только учитывается падение напряжения не на одном светляке, а суммарно для всей цепочки.

Последовательное подключение удобно тем, что требует минимум дополнительных деталей, кроме того, от источника питания не требуется большой ток. Но при большом количестве светодиодов может потребоваться существенное напряжение.

Кроме того, если один из последовательной цепочки сгорит, то цепь оборвется и светить перестанут все светодиоды. Также при таком варианте подключения важно использовать совершенно одинаковые светодиоды, иначе их разные параметры будут служить источником дисбаланса.

В итоге они могут либо светить неравномерно, либо значительно быстрее выходить из строя.

Схема параллельного подключения светодиодов

Параллельное подключение равносильно одновременному подключению отдельных светодиодов, которым совсем «не обязательно знать» о наличии других светодиодов. При этом напряжение источника питания должно превышать падение напряжения на одном светодиоде. Сила тока каждого светодиода может регулироваться индивидуально, выбором сопротивления подсоединенного к нему резистора.

Важно, чтобы источник питания «знал», сколько светодиодов к нему подключено, поскольку общая сила тока, которую потребуется от него предоставить, равна сумме токов, протекающих через все светодиоды. Если один из светодиодов выйдет из строя, со свечением остальных ничего не произойдет, поскольку работают они индивидуально.

Учтите, что это не относится к параллельным светодиодам, которые питаются от токоограничивающего драйвера! Драйвер стабилизирует ток, выход из строя одной из веток приведет к общему снижению тока. Это снижение драйвер немедленно компенсирует, что приведет к повышению тока на оставшихся ветках. А они могут это и не пережить.

По аналогичной причине следует избегать подключения нескольких параллельных светодиодов через один токоограничивающий резистор.

Схема правильного и неправильного параллельного подключения светодиодов

Сопротивление каждого резистора при параллельном подключении светодиодов рассчитывается, повторюсь, так же, как и при подключении одного светодиода.

Параллельное подключение светодиодов не требует высокого напряжения питания, но при его использовании необходимо обеспечить достаточную силу тока.

Требуется большее количество деталей, но можно одновременно подключить светодиоды с разными параметрами.

Также большее количество токоограничивающих резисторов, которые будут выделять тепло, даст более низкий общий КПД схемы по сравнению с последовательным подключением.

Быстро рассчитать сопротивление резистора при подключении одного или нескольких одинаковых светодиодов поможет предложенная ниже форма онлайн-калькулятора светодиодов.

Расчет резистора для светодиода

Расчет резистора для светодиода при различных соединениях

Подключать светодиоды — дело не из сложных. Для правильного подключения достаточно знать школьный курс физики и соблюсти ряд правил.

Сегодня рассмотрим как правильно рассчитать резистор для светодиода и подключить его, чтобы он горел долго и на радость потребителю.

Главный параметр у любого светодиода — ток, а не напряжение, как считают многие. Светодиод необходимо питать стабилизированным током, величина которого всегда указана производителем на упаковке или в datasheet.

Ток на светодиодах ограничивается резистором — это самый дешевый вариант. Но есть и более «продвинутый» — использовать светодиодный драйвер.

По факту, использование резисторов — пережиток прошлого, ведь на сегодняшний день драйверов на любой вкус и цвет полным-полно и по самой привлекательной цене. К примеру, самые дешевые можно приобрести тут.

Драйверы обеспечивают стабильный ток на светодиодах независимо от изменения напряжения на его входе.

Правильное подключение светодиода к драйверу следует так: сперва необходимо подключить светодиод к драйверу, только после этого включаем драйвер.

Существует несколько типов подключения светодиодов:

к оглавлению ↑

Расчет резистора для светодиода

  • Вспомним закон Ома:
  • U=I*R
  • R=U/I где,
  • R — сопротивление — измеряется в Омах
  • U — напряжение-  измеряется в вольтах (В)
  • I — ток- измеряется в амперах (А)
  • Пример расчета резистора для светодиода:
  • Допустим, источник питания выдает 12 В: Vs=12 В
  • Светодиод — 2 В и 20 мА
  • Чтобы рассчитать резистор нам необходимо преобразовать миллиамперы в амперы:
  • 20 мА=0,02 А.
  • R=10/0.02=500 Ом
  • На сопротивление рассеивается 10 В (12-2)
  • Посчитаем мощность сопротивления:
  • P=U*I

P=10*0.02 A=0.2 Вт

Необходимый резистор — R=500 Ом и Р=0,2 Вт

к оглавлению ↑

Расчет резистора для светодиода при последовательном соединение светодиодов

Минус светодиода подключается с плюсом последующего. Так соединить можно до бесконечности. При таком соединении падение напряжения на светодиоде умножается на количество диодов в цепи. Т.е. если у нас 5 светодиодов с номинальным током 700 мА и падением напряжения 3,4 Вольта, то и драйвер нам необходим на 700 мА 3,4*5=17В

Это мы рассмотрели какие можно подбирать драйверы, а теперь вернемся непосредственно к тому, как произвести расчет резистора для светодиода при таких соединениях.

Выше мы рассмотрели расчет резистора для светодиода (одного). Пр последовательном соединении расчет аналогичный, но необходимо учитывать, что падение напряжения на резисторе меньше. Если «на пальцах», то от источника питания Мы отнимается суммарное падение напряжения на светодиодах Vl=3*2=6В. При условии, что у нас источник выдает 12В, то 12-6=6В.

R=6/0.02=300 Ом.

Р=6*0,02=0,12Вт

Т.е. нам нужен резистор на 300 Ом и 0,125 Вт.

Характеристики светодиода и источника питания аналогичные предыдущему примеру.

к оглавлению ↑

Расчет резистора для светодиода при параллельном соединении

При таком соединении плюс светодиода соединяется с плюсом другого, минус с минусом. При таком соединении ток суммируется, а падение остается неизменным. Т.е. если мы имеем 3 светодиода 700 мА и падением 3,4 В, то 0,7*3=2,1А, то нам потребуется драйвер с параметрами 4-7 В и не менее 2,1А.

Расчет резистора для светодиода в этом случае аналогичен первому случаю.

к оглавлению ↑

Расчет резистора для светодиода при последовательно-параллельное соединении

Интересное соединение. При таком расположении диодов несколько последовательных цепочек соединяются параллельно. Необходимо знать, что количество светодиодов в цепочках должно быть равным.

Драйвер подбирается с учетом падения напряжения на одной цепочке и произведению тока на количество цепочек. Т.е. 3 последовательные цепи с параметрами 12В и 350 мА подключаются параллельно, напряжение остается 12В, а ток 350*3=1,05А.

Для долгой работы чипов нам нужен светодиодный драйвер с 12-15В и током 1050мА.

Расчет резистора для светодиода в этом случае будет таким:

Резистор аналогичен при последовательном соединении, однако, стоит учитывать, что потребление от источника питания увеличится в три раза (0,2+0,2+0,2=0,06А).

При подключении светодиодов через резистор нужен стабилизированный источник питания, т.к. при изменении напряжения будет изменяться и ток, идущий через диод.

Существует еще один способ соединения светодиодов — параллельно-последовательное с перекрестным соединением. но это достаточно сложная тема в расчетах, поэтому не буду ее тут раскрывать. Если потребуется, конечно, опишу, но думаю это нужно только узкому кругу специалистов.

В сети можно найти много онлайн-калькуляторов, которые Вам рассчитают сразу резисторы. Но слепо верить им не стоит, а лучше перепроверить, следуя поговорке: «Хочешь сделать это хорошо, сделай это сам».

к оглавлению ↑

Видео на тему правильного расчета резисторов для LEDs

Резисторы для светодиодов: калькулятор для правильного расчёта сопротивления

Что такое резистор и его предназначение?

Резистор — это одна из составляющих электрической сети, характеризующаяся своей пассивностью и в лучшем случае, отличающаяся показателем сопротивления электротоку. То есть, в любое время для такого устройства должен быть справедлив закон Ома.

Главное предназначение устройств — способность энергично сопротивляться электрическому току. Благодаря этому качеству, резисторы нашли широкое применение при необходимости устройства искусственного освещения, в том числе и с использованием светодиодов.

Для чего необходимо использование резисторов в случае устройства светодиодного освещения?

Большинству потребителей известно, что обыкновенная лампочка накаливания даёт свет при её прямом подключении к какому-либо источнику питания. Лампочка может работать на протяжении длительного времени и перегорает лишь тогда, когда по причине подачи слишком высокого напряжения чрезмерно нагревается накаливающая нить.

В таком случае лампочка, некоторым образом, реализует функцию резистора, потому как прохождение электротока через неё затруднительно, но чем выше подаваемое напряжение, тем легче току удаётся преодолеть сопротивление лампочки.

Конечно же, ставить в один ряд такую сложную полупроводниковую деталь, как светодиод и обыкновенную лампочку накаливания нельзя.

Важно знать, что светодиод – это такой электрический прибор, для функционирования которого предпочтительнее не сама сила тока, а напряжение, имеющееся в сети. Например, если таким устройством выбрано напряжение 1,8 В, а к нему приходит 2 В, то, вероятнее всего, он перегорит – если вовремя не снизить напряжение до требующегося приспособлению уровня. Вот именно с этой целью и требуется резистор, посредством которого осуществляется стабилизация использующегося источника питания, чтобы подаваемое им напряжение не вывело устройство из строя.

В связи с этим крайне важно:

  • определиться, какого типа резистор требуется;
  • определить необходимость использования для конкретного прибора индивидуального резистора, для чего требуется расчёт;
  • учесть вид соединения источников света;
  • планируемое число светодиодов в осветительной системе.

Видео: Зачем нужны резисторы

Схемы соединения

При последовательной схеме расстановки светодиодов, когда они располагаются один за одним, обычно хватает одного резистора, если получится правильно рассчитать его сопротивление. Это объясняется тем, что в электрической цепи имеется один и тот же ток, в каждом месте установки электрических приборов.

Но в случае параллельного соединения, для каждого светодиода требуется свой резистор. Если пренебречь этим требованием, то все напряжение придётся тянуть одному, так называемому «ограничивающему» светодиоду, то есть тому, которому необходимо наименьшее напряжение.

Он слишком быстро выйдет из строя, при этом напряжение будет подано на следующий в цепи прибор, который точно так же скоропостижно перегорит.

Такой поворот событий недопустим, следовательно, в случае параллельного подключения какого-либо числа светодиодов требуется использование такого же количества резисторов, характеристики которых подбираются расчётом.

Видео: Параллельное подключение светодиодов

Расчёт резисторов для светодиодов

При правильном понимании физики процесса, расчёт сопротивления и мощности данных устройств нельзя назвать невыполнимой задачей, с которой не под силу справиться обычному человеку. Для расчёта требующегося сопротивления резисторов, нужно обязательно учесть следующие моменты:

  • специальная маркировка, присутствующая на устройствах, обычно показывает не требующееся напряжение питания, а напряжение, выбирающееся светодиодом для своей работы, то есть напряжение падения. Это числовое значение используется для расчёта определения минимально необходимого напряжения либо для подбора резисторов питания;
  • численное значение напряжения на резисторе определяется как разница между напряжением питания светодиода и напряжением агрегата;
  • величина, протекающего через резистор электротока, получается делением остаточного напряжения на приспособлении на величину его сопротивления;
  • для расчёта необходимого сопротивления, остаточное напряжение следует разделить на требующуюся для бесперебойной работы системы величину тока.

Видео: Подбор резистора для светодиода

Расчёт резисторов при помощи специального калькулятора

Калькулятор расчёта резисторов позволяет с высокой точностью определить требуемую мощность и показатель сопротивления резистора, устанавливающегося в светодиодную цепь.

Для расчёта требующегося сопротивления необходимо в соответствующие строки онлайн-калькулятора внести:

  • напряжение питания светодиода;
  • номинальное напряжение светодиода;
  • номинальный ток.

После нажатия соответствующей кнопки выполняется расчёт и на экран монитора выводятся полученные расчётные данные, при помощи которых можно в дальнейшем без особого труда организовать искусственное светодиодное освещение.

Также в онлайн-калькуляторах имеется некоторая база, содержащая данные о светодиодах и их параметрах. Представлена возможность расчёта:

  • номинала приспособления;
  • цветовой маркировки;
  • потребляемого цепью тока;
  • рассеиваемой мощности.

Человек, не сильно разбирающийся в электрике и физике, в большинстве случаев не сможет самостоятельно рассчитать устройства для светодиодов. По этой причине, проведение расчётов при помощи функционального и удобного онлайн-калькулятора – неоценимая помощь для обычных людей, не владеющих методикой расчётов с применением физических формул.

Большинство известных производителей светодиодов и созданных на их основе лент, на своих официальных сайтах выкладывают и собственный онлайн-калькулятор, с помощью которого можно не только подобрать требующиеся резисторы и светодиоды, но и вычислить параметры использующихся токовых приборов в различных режимах эксплуатации при переменных значениях тока, температуры, подаваемого напряжения и пр.

Расчет резистора для светодиода + калькулятор онлайн

Светодиоды относятся к категории нелинейных полупроводниковых приборов. Поэтому правильная и надежная работа обеспечивается стабильным электрическим током. Часто из-за перегрузок светодиоды выходят из строя. Для таких случаев предусмотрено использование ограничительного резистора, последовательно включаемого в цепь. При подключении должна учитываться мощность и номинальное сопротивление. В связи с этим большую роль играет правильный расчет резистора для светодиода, основанный на общих принципах и проводимый по определенной методике.

Теоретический расчет резистора

Прикладываемое напряжение проходит между положительным и отрицательным контактом. Светодиод и резистор при последовательном соединении будут пропускать через себя одинаковый ток. В соответствии с законом Ома, сила тока находится в прямой пропорциональной зависимости от напряжения и обратно пропорциональна сумме сопротивлений резистора и светодиода.

Формула выглядит следующим образом: 

Знак R обозначает сопротивление резистора, а RLED является дифференциальным сопротивлением светодиода. Следовательно, сопротивление резистора при установленном значении тока рассчитывается по формуле:

Светодиод обладает дифференциальным сопротивлением, зависимым от нелинейной вольт-амперной характеристики. Сопротивление светодиода постоянному току есть переменная величина, снижающаяся при росте напряжения. Таким образом, значение дифференциального сопротивления характерно для отдельной точки на графике вольт-амперной характеристики. Рассчитать резистор можно по формуле , где ULED есть прямое напряжение светодиода.

Подбор сопротивления еще выполняется графическим путем. Как пример рассматривается рабочий ток в 100 мА и напряжение в 5В. На графике отмечают точку тока в 100 мА и проводят через нее и точку напряжения 5В прямую от оси абсцисс до того, пока она не пересечется с осью ординат. В точке пересечения определится значение тока в 250 мА. По формуле закона Ома сопротивление резистора рассчитывается как R=U/Iкз или 5В/0,25А=20 Ом. Перед расчетами единицы измерения приводятся к единым значениям.

Расчеты сопротивления на практике

Для расчетов сопротивления резисторов разработаны специальные программы, в которые вводятся исходные данные. Результаты рассчитываются автоматически и дают точные показатели.

При отсутствии программы расчеты выполняются вручную с применением специальных таблиц. В качестве примера можно взять светодиод белого цвета для работы с номинальным током 350 мА и напряжением 12 вольт. По таблице определяется прямое падение напряжения при заданном токе. Типовым значением в таблице будет 3,2 В, а максимальным – 3,9 В. Между ними могут быть и другие промежуточные значения. Но более вероятен ток в 3,2 В, поэтому для расчетов применяется именно это значение.

Применяя формулу R = (12В – 3,2В) /0,35А = 25,1 Ом. Значение, указанное в таблице составляет 24 Ом, поэтому, при необходимости,  в цепь можно добавить один последовательно включенный резистор сопротивлением 1 Ом. Кроме использования таблицы, нужно измерять реальные значения токов и сопротивлений. Все это в совокупности дает точные результаты.

Когда проводится расчет резистора для светодиода, учитывается номинальная мощность рассеивания, с минимальным запасом 30%. Данный запас позволяет избежать перегрева. При затрудненном отводе тепла и низкой конвекции этот показатель должен быть еще выше.

Подобрать нужный резистор можно с помощью амперметра и магазина сопротивлений. Оба прибора включаются последовательно в цепь вместе со светодиодом и подключаются к источнику питания. Значение сопротивления устанавливается на максимум, после чего его нужно постепенно уменьшать. В течение этого периода яркость светодиода или сила тока приобретают нужные качества. На основании полученных данных выбирается необходимый номинал резистора.

Калькулятор резисторов для светодиодов

Как рассчитать требуемое значение для подтягивающего резистора?

Используйте 10 кОм, это хорошее значение.

Для более подробной информации, мы должны посмотреть, что делает подтягивание. Допустим, у вас есть кнопка, которую вы хотите прочитать с помощью микроконтроллера. Кнопка представляет собой мгновенный SPST (однополюсный однократный) переключатель. Он имеет две точки подключения, которые либо связаны, либо нет. Когда кнопка нажата, две точки соединяются (переключатель замкнут). Когда они отпущены, они не подключены (переключатель разомкнут). Микроконтроллеры по своей природе не обнаруживают подключение или отключение. То, что они чувствуют, это напряжение. Поскольку этот переключатель имеет только два состояния, имеет смысл использовать цифровой вход, который, в конце концов, предназначен только для одного из двух состояний. Микро может определить, в каком состоянии находится цифровой вход.

Подтягивание помогает преобразовать открытое / закрытое соединение коммутатора в низкое или высокое напряжение, которое может воспринимать микроконтроллер. Одна сторона переключателя подключена к земле, а другая - к цифровому входу. Когда переключатель нажат, линия становится низкой, потому что переключатель по существу замыкает его на землю. Однако, когда переключатель отпущен, ничто не приводит линию к какому-либо определенному напряжению. Он может просто оставаться на низком уровне, принимать другие близлежащие сигналы посредством емкостной связи или, в конечном итоге, плавать до определенного напряжения из-за незначительного тока утечки через цифровой вход. Работа нагрузочного резистора заключается в обеспечении положительного гарантированного высокого уровня, когда переключатель разомкнут, но все же позволяет переключателю безопасно замыкать линию на землю, когда он замкнут.

Существует два основных конкурирующих требования к размеру подтягивающего резистора. Он должен быть достаточно низким, чтобы надежно тянуть линию высоко, но достаточно высоким, чтобы не вызывать слишком большой ток, когда переключатель замкнут. Оба эти понятия являются субъективно субъективными, и их относительная важность зависит от ситуации. В общем, вы делаете подтягивание достаточно низким, чтобы убедиться, что линия находится на высоком уровне, когда переключатель разомкнут, учитывая все вещи, которые в противном случае могут сделать линию на низком уровне.

Давайте посмотрим, что нужно, чтобы подтянуть линию. Глядя только на требования к постоянному току, можно обнаружить ток утечки в линии цифрового входа. Идеальный цифровой вход имеет бесконечное сопротивление. Реальные, конечно, нет, и степень, в которой они не идеальны, обычно выражается как максимальный ток утечки, который может либо выходить, либо входить в контакт. Допустим, ваш микро настроен на максимальную утечку 1 мкА на своих цифровых входных выводах. Поскольку подтягивание должно поддерживать линию на высоком уровне, в худшем случае предполагается, что вывод выглядит как ток утечки 1 мкА на землю. Например, если использовать нагрузку 1 МОм, то 1 мкА вызовет 1 Вольт на резисторе 1 МОм. Допустим, это система на 5 В, так что это означает, что штырь может быть только до 4 В. Теперь вы должны взглянуть на спецификацию цифрового входа и посмотреть, каковы минимальные требования к напряжению для высокого логического уровня. Это может составлять 80% от Vdd для некоторых микросхем, что в данном случае составляет 4 В. Поэтому подтягивание 1 МОм находится прямо на границе. Вам нужно по крайней мере немного меньше, чем это для гарантированного правильного поведения из соображений DC.

Однако есть и другие соображения, и их сложнее определить количественно. Каждый узел имеет некоторую емкостную связь со всеми другими узлами, хотя величина связи уменьшается с расстоянием, так что релевантными являются только близлежащие узлы. Если на этих других узлах есть сигналы, эти сигналы могут подключаться к вашему цифровому входу. Более низкое значение подтягивания делает линию более низким импедансом, что уменьшает количество паразитных сигналов, которые она будет принимать. Это также дает более высокий минимальный гарантированный уровень постоянного тока по отношению к току утечки, поэтому между этим уровнем постоянного тока и тем, где цифровой вход может интерпретировать результат как низкий логический уровень, а не предполагаемый высокий логический уровень, будет больше места. Так сколько достаточно? Очевидно, что подтягивание в 1 МОм в этом примере недостаточно (слишком высокое сопротивление). Почти невозможно угадать связь с соседними сигналами, но я бы хотел, чтобы по крайней мере запас на порядок превышал минимальный случай DC. Это означает, что я хочу, чтобы нагрузка составляла 100 кОм или ниже, хотя бы если бы вокруг было много шума, я бы хотел, чтобы оно было ниже.

Есть еще одна причина, по которой подтягивание снижается, и это время нарастания. Линия будет иметь некоторую паразитную емкость относительно земли, поэтому она будет экспоненциально затухать в направлении значения питания, а не мгновенно переходить туда. Допустим, вся паразитная емкость составляет до 20 пФ. На этот раз подтягивание 100 кОм составляет 2 мкс. Требуется 3 постоянных времени, чтобы достичь 95% расчетного значения, или 6 мкс в этом случае. Это не имеет значения в человеческое время, поэтому не имеет значения в этом примере, но если бы это была цифровая шина, которую вы хотели бы использовать при скорости передачи данных 200 кГц, она бы не работала.

Теперь давайте посмотрим на другое конкурирующее соображение, которое является текущим потерянным при нажатии переключателя. Если это устройство работает от сети или иным образом обрабатывает значительную мощность, несколько мА не будут иметь значения. При 5 В требуется 5 кОм, чтобы нарисовать 1 мА. Это на самом деле «много» тока в некоторых случаях, и намного больше, чем требуется из-за других соображений. Если это устройство с батарейным питанием и переключатель может быть включен в течение значительной доли времени, то каждый мкА может иметь значение, и вы должны очень тщательно об этом подумать. В некоторых случаях вы можете периодически производить выборку переключателя и включать его только на короткое время вокруг образца, чтобы минимизировать потребление тока.

Помимо особых соображений, таких как работа от батареи, 100 кОм - это достаточно высокий импеданс, чтобы я нервничал по поводу усиления шума. Потеря тока в 1 мА при включенном переключателе кажется излишне большой. Таким образом, 500 мкА, что означает полное сопротивление 10 кОм, является правильным.

Как я уже сказал, используйте 10 кОм. Это хорошая ценность.

Как рассчитать последовательные и параллельные резисторы - Kitronik Ltd

Резисторы серии

Когда резисторы подключаются друг за другом, это называется последовательным соединением. Это показано ниже. Чтобы рассчитать общее общее сопротивление ряда резисторов, подключенных таким образом, вы складываете отдельные сопротивления. Это делается по следующей формуле: Rtotal = R1 + R2 + R3 и так далее. Пример: чтобы рассчитать общее сопротивление для этих трех последовательно соединенных резисторов.
Rtotal = R1 + R2 + R3 = 100 + 82 + 1 Ом = 183 Ом

Задача 1:

Рассчитайте общее сопротивление следующего последовательно включенного резистора.
R Итого = _______________
= _______________
R Итого = _______________
= _______________
R Итого = _______________
= _______________

Параллельные резисторы

Когда резисторы подключаются друг к другу (бок о бок), это называется параллельным подключением.Это показано ниже.

Два параллельных резистора

Для расчета общего полного сопротивления двух резисторов, подключенных таким образом, вы можете использовать следующую формулу:
Пример: чтобы рассчитать полное сопротивление для этих двух резисторов, включенных параллельно.

Задача 2:

Рассчитайте полное сопротивление следующего резистора, включенного параллельно.

Три или более резистора параллельно

Для расчета общего общего сопротивления ряда из трех или более резисторов, подключенных таким образом, вы можете использовать следующую формулу: Пример: Чтобы вычислить общее сопротивление для этих трех резисторов, подключенных параллельно

Задача 3:

Рассчитайте полное сопротивление следующего резистора, включенного параллельно.

Ответы

Задача 1

1 = 1492 Ом 2 = 2242 Ом 3 = 4847 Ом

Задача 2

1 = 5 Ом 2 = 9,57 Ом 3 = 248,12 Ом

Задача 3

1 = 5,95 Ом 2 = 23,76 Ом Загрузите pdf-версию этой страницы здесь. Узнать больше об авторе подробнее »

© Kitronik Ltd - Вы можете распечатать эту страницу и ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без предварительного письменного согласия Kitronik.

Калькулятор резисторов

Ниже приведены инструменты для расчета значения сопротивления и допуска на основе цветовой кодировки резистора, общего сопротивления группы резисторов, включенных параллельно или последовательно, и сопротивления проводника в зависимости от размера и проводимости.

Калькулятор цветового кода резистора

Используйте этот калькулятор, чтобы узнать значение сопротивления и допуск на основе цветовой кодировки резистора.

Вычислитель параллельных резисторов

Введите все значения сопротивления параллельно, разделив их запятой "," и нажмите кнопку "Рассчитать", чтобы определить общее сопротивление.


Резисторы в последовательном калькуляторе Введите все значения сопротивления последовательно, разделенные запятой "," и нажмите кнопку "Рассчитать", чтобы определить общее сопротивление.


Сопротивление проводника

Используйте следующее, чтобы рассчитать сопротивление проводника. В этом калькуляторе предполагается, что проводник круглый.

Калькулятор закона Омса
Цветовой код резистора

Электронный цветовой код - это код, который используется для указания номинальных характеристик определенных электрических компонентов, например сопротивления резистора в Ом. Электронные цветовые коды также используются для оценки конденсаторов, катушек индуктивности, диодов и других электронных компонентов, но чаще всего используются для резисторов.Калькулятор рассчитывает только резисторы.

Как работает цветовая кодировка:

Цветовая кодировка резисторов - это международный стандарт, определенный в IEC 60062. Цветовая кодировка резистора, показанная в таблице ниже, включает различные цвета, которые представляют значащие числа, множитель, допуск, надежность и температурный коэффициент. К какому из них относится цвет, зависит от положения цветовой полосы на резисторе. В типичном четырехполосном резисторе существует промежуток между третьей и четвертой полосами, чтобы указать, как следует считывать показания резистора (слева направо, причем одинокая полоса после промежутка является самой правой полосой).В объяснении ниже будет использоваться четырехполосный резистор (конкретно показанный ниже). Другие возможные варианты резистора будут описаны позже.

Составляющая значащей фигуры:

В типичном четырехполосном резисторе первая и вторая полосы представляют собой значащие цифры. Для этого примера обратитесь к рисунку выше с зеленой, красной, синей и золотой полосой. В приведенной ниже таблице зеленая полоса представляет собой цифру 5, а красная полоса - 2.

Множитель:

Третья синяя полоса - множитель.Таким образом, используя таблицу, множитель равен 1 000 000. Этот множитель умножается на значащие числа, определенные из предыдущих диапазонов, в данном случае 52, в результате получается значение 52 000 000 Ом или 52 МОм.

Допуск:

Четвертая полоса присутствует не всегда, но когда она есть, означает допуск. Это процент, на который может изменяться номинал резистора. Золотая полоса в этом примере указывает на допуск ± 5%, который может быть представлен буквой J. Это означает, что значение 52 МОм может изменяться до 5% в любом направлении, поэтому номинал резистора равен 49.4 МОм - 54,6 МОм.

Надежность, температурный коэффициент и другие вариации:

Кодированные компоненты имеют как минимум три полосы: две полосы значащих цифр и множитель, но есть и другие возможные варианты. Например, компоненты, изготовленные в соответствии с военными спецификациями, обычно представляют собой четырехполосные резисторы, которые могут иметь пятую полосу, которая указывает на надежность резистора с точки зрения процента отказов на 1000 часов работы. Также возможно наличие полосы 5 th , которая представляет собой температурный коэффициент, который показывает изменение сопротивления компонента в зависимости от температуры окружающей среды в ppm / K.

Чаще встречаются пятиполосные резисторы, которые более точны из-за третьей значащей полосы числа. Это смещает положение множителя и диапазона допуска в положение 4 и 5 по сравнению с типичным четырехполосным резистором.

На самом точном из резисторов может присутствовать полоса 6 и . Первые три полосы будут полосами значащих цифр, 4 множитель, 5 допуск, а 6 может быть либо надежностью, либо температурным коэффициентом.Возможны и другие варианты, но это одни из наиболее распространенных конфигураций.

Цвет 1 st , 2 nd , 3 rd
Band Значимые цифры
Множитель Допуск Температурный коэффициент

Черный
0 × 1 250 частей на миллион / К (ед.)

Коричневый
1 × 10 ± 1% (F) 100 частей на миллион / K (S)

Красный
2 × 100 ± 2% (Г) 50 частей на миллион / K (R)

Апельсин
3 × 1К ± 0.05% (Вт) 15 частей на миллион / K (P)

Желтый
4 × 10 К ± 0,02% (П) 25 частей на миллион / К (Q)

Зеленый
5 × 100 К ± 0,5% (D) 20 частей на миллион / K (Z)

Синий
6 × 1М ± 0.25% (С) 10 частей на миллион / K (Z)

Фиолетовый
7 × 10М ± 0,1% (В) 5 частей на миллион / K (M)

Серый
8 × 100 м ± 0,01% (л) 1 частей на миллион / К (К)

Белый
9 × 1 г

Золото
× 0.1 ± 5% (Дж)

Серебро
× 0,01 ± 10% (К)

Нет
± 20% (М)

Резисторы - это элементы схемы, которые придают электрическое сопротивление. Хотя схемы могут быть очень сложными, и существует много различных способов размещения резисторов в цепи, резисторы в сложных схемах обычно могут быть разбиты и классифицированы как подключенные последовательно или параллельно.

Сопротивления параллельно:

Общее сопротивление резисторов, включенных параллельно, равно обратной величине суммы обратных величин каждого отдельного резистора. Обратитесь к уравнению ниже для пояснения:

R итого =
1
+ + + ... +

Последовательные резисторы:

Общее сопротивление резисторов, подключенных последовательно, - это просто сумма сопротивлений каждого резистора.Обратитесь к уравнению ниже для пояснения:

R всего = R 1 + R 2 + R 3 ... + R n


Сопротивление проводника:

Где:
L - длина проводника
A - площадь поперечного сечения проводника
C - проводимость материала

Калькулятор цветового кода резистора

Этот калькулятор поможет вам определить значение, допуск и температурный коэффициент резистора с цветовым кодированием, просто выбрав цвета полос.Он также рассчитает минимальное и максимальное значения на основе отношения допуска. Этот калькулятор поддерживает резисторы с 3, 4, 5 и 6 диапазонами.

Как пользоваться?

Чтобы использовать калькулятор, выполните следующие простые шаги:

  1. Выберите количество полос на резисторе, который вы пытаетесь идентифицировать.
  2. Для каждого диапазона выберите соответствующий цвет в столбце таблицы с указанием номера диапазона.
  3. Значение сопротивления будет рассчитано и показано вместе с минимальным и максимальным значениями.

Цветовое кодирование резистора

Цветовое кодирование - это метод, используемый для обозначения значения сопротивления, допуска и температурного коэффициента резисторов с низкой номинальной мощностью из-за их небольшого размера. Цветные полосы используются, потому что их можно легко и дешево напечатать на небольшом электронном компоненте. Цветовая кодировка также используется для конденсаторов, катушек индуктивности и диодов.

Когда поверхность корпуса резистора достаточно велика, как в резисторах большой мощности, значение сопротивления, допуск и мощность обычно печатаются на корпусе резистора.Резисторы поверхностного монтажа (SMD) используют другую систему кодирования, которая использует буквенно-цифровые коды, напечатанные на их поверхности, вместо цветовых кодов.

Кодировка определена в международном стандарте IEC 60062: 2016. Он описывает стандарт кодирования как резисторов, так и конденсаторов.

Считывание цветовых кодов

Корпуса резисторов обычно имеют от трех до шести полос, которые указывают их сопротивление, допуск, а иногда и температурный коэффициент сопротивления (TCR). Полосы читаются слева направо.Направление чтения не всегда понятно. Чтобы различить направление считывания, ширина полосы допуска иногда печатается в 1,5–2 раза больше ширины других полос. Иногда заметен больший зазор между полосой допуска и другими полосами. Если присутствует золотая или серебряная полоса, то они должны быть на правом конце, поскольку они никогда не используются для значащих цифр. Всегда лучше проверить документацию производителя или использовать мультиметр, чтобы получить точное значение сопротивления.

В трехполосном резисторе первые две полосы представляют первые две значащие цифры, за которыми следует одна полоса для умножителя.Поскольку диапазон допуска отсутствует, допуск всегда будет составлять ± 20%.

В четырехполосном резисторе, который является наиболее распространенным, первые две полосы также представляют первые две значащие цифры. Третья полоса представляет собой множитель. Четвертая полоса представляет собой допуск.

В пятиполосном резисторе первые три полосы представляют собой первые три значащие цифры. Четвертая полоса представляет собой множитель. Пятая полоса представляет собой допуск.

В шестиполосном резисторе первые пять полос имеют то же представление, что и пятиполосный резистор, за которыми следует одна дополнительная шестая полоса, которая представляет температурный коэффициент сопротивления (TCR).

Допуск

Допуск - это процент ошибки между фактическим измеренным значением сопротивления и заявленным значением. Это связано с производственным процессом и выражается в процентах от предпочтительного значения

Расчет

Для расчета значения сопротивления необходимо сгруппировать значения полос значимых цифр, т. Е. Значения первых двух или три полосы слева, в зависимости от общего количества полос. Затем вам нужно умножить это значение на множитель, чтобы получить значение сопротивления резистора.

Давайте возьмем, например, четырехполосный резистор со следующими цветами полос: Фиолетовый зеленый Желтое золото

Поскольку это четырехполосный резистор, первые две полосы (фиолетовая и зеленая) будут указывать значащие цифры, которые, согласно к таблице выше; 75 .

Затем мы умножаем это число на множитель, указанный для полосы 3 rd (желтый), которая имеет значение; x10 4 = 10000 .
Результат умножения будет: 75 x 10000 = 750000Ω = 750kΩ .

Четвертая полоса (золотая) будет указывать на допуск, который в нашем примере составляет: ± 5%
Чтобы вычислить минимальное и максимальное значения сопротивления, мы умножаем значение сопротивления на процент допуска, чтобы получить следующие значения:
Минимум = 750000 - (750000 x 5/100) = 750000 - 37500 = 712500 = 712,5 кОм
Максимум = 750000 + (750000 x 5/100) = 750000 + 37500 = 787500 = 787,5 кОм

Исключения

A ноль- Ом резистор - это резистор, имеющий одну черную полосу.Его сопротивление приблизительно равно нулю, и он используется для соединения двух дорожек на печатной плате (PCB). Используется ли он в автоматизированной сборке печатных плат, где использование того же оборудования, которое используется для установки других резисторов, проще, чем использование отдельной машины для установки проволочной перемычки.

Резисторы, изготовленные для использования в военных целях, могут включать дополнительную полосу, указывающую частоту отказов.

Другие ресурсы

Вам нравятся файлы cookie? Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство использования нашего веб-сайта.Узнать больше Понятно! Калькулятор резисторов

- Расчет номиналов резисторов

С помощью этого калькулятора резисторов легко вычислить цветовую кодировку резисторов. Резисторы на 1/8, 1/4 и 1/2 Вт с углеродным составом имеют один и тот же базовый форм-фактор и имеют 4, 5 или 6 цветных полос. Эти типы резисторов идентифицируются по цветовой схеме этих полос.

Чтобы рассчитать сопротивление резистора, вы можете выбрать соответствующие цветовые полосы в указанном выше калькуляторе цветового кода резистора.

Калькулятор резисторов

Как уже упоминалось, резисторы будут иметь 4, 5 или 6 цветных полос. Выберите правильный калькулятор ниже в зависимости от количества диапазонов, имеющихся у вашего резистора.

Таблица цветов резисторов

Мы также разработали эту фантастическую маленькую диаграмму цветовых полос резисторов, которую можно использовать для простого расчета 4- и 5-полосных резисторов. Эту удобную таблицу можно распечатать и хранить рядом с комплектом резисторов.

Расчет номиналов резисторов

Иногда вместо того, чтобы использовать калькулятор резисторов, вам просто нужно сделать это вручную.Хорошие новости! Это не так уж и сложно!

Формула для расчета резистора: R = ab X c ± d

  • a = первая цифра значения сопротивления (первая значащая цифра)
  • b = вторая цифра значения сопротивления ( вторая значащая цифра)
  • c = значение множителя
  • d = значение допуска

Для расчета сопротивления этого резистора (коричневого, синего, красного и золотого) мы использовали бы таблицу резисторов или резистор калькулятор и найдите следующее:

Это сделает наш расчет резистора следующим образом: 16 X 100 ± 5%.Это означает, что наш резистор будет иметь сопротивление 1,6 кОм (или 1600 Ом) и будет иметь точность в пределах плюс / минус 5% от этого значения. Довольно просто, правда? Вы также можете ознакомиться с нашим руководством по резисторам, чтобы узнать больше о резисторах.

Исключения цветового кода, которые необходимо знать

Есть несколько исключений из этих правил, о которых вам следует знать.

Резисторы высокого напряжения

Резисторы высокого напряжения имеют различный химический состав из-за того, что их краски не могут содержать металлических частиц в целях безопасности и надежности.Из-за этого эти высоковольтные резисторы часто заменяют золото желтым , а серебро серым . Пусть это вас не смущает!

Резистор с нулевым сопротивлением

Вы не поверите, но существует нечто, называемое резистором с нулевым сопротивлением! Это не что иное, как провод с пакетом резисторов вокруг него. Их будет легко идентифицировать по единственной черной полосе. Они существуют потому, что машинам более ранней эпохи требовался простой способ установки перемычки на печатные платы.Чтобы упростить задачу, они просто повторно использовали те же машины, которые устанавливают резисторы на платы, создав резистор с нулевым сопротивлением! Отличный трюк!

Военные резисторы

Скорее всего, вы никогда не встретите военный резистор (если только вы не присоединитесь к вооруженным силам!). У них часто будет дополнительная полоса, которая указывает рейтинг надежности резистора в часах, в частности, процент отказов на 1000 часов работы. Если вам интересно, это покрывается стандартом Milspec MIL-HDBK-199.

Калькулятор цветового кода резистора



Резистор идентифицируется по цвету полос. Бывают 4-х, 5-ти и 6-ти полосные резисторы. Чтобы рассчитать сопротивление резистора, вы можете выбрать соответствующие цветовые полосы в приведенном выше калькуляторе цветового кода резистора .

Как рассчитать сопротивление?

Просто взгляните на таблицу цветового кода резистора ниже и посмотрите, как рассчитывается значение сопротивления в соответствии с этой таблицей.

Расчетное сопротивление для 4-х полосного резистора

Где,

a’ представляет 1 -ю значащую цифру , которая является первым цветом полосы резистора.

b’ представляет 2 значащую цифру и , которая является вторым цветом полосы резистора.

c’ представляет собой 3 значащую цифру rd , которая является третьей полосой цвета резистора, и это значение множителя.

d’ представляет собой 4 -ю значащую цифру , которая является четвертым цветом полосы резистора, и это значение допуска.

4-полосный

Имя

Описание

1 st Лента

a

1 значащая цифра

2 nd Лента

b

2 nd значащая цифра

3 rd Лента

с

Множитель

4 Лента

d

Допуск

Давайте возьмем пример 4-полосного резистора с цветами, указанными на изображении выше (коричневый, синий, красный и золотой).

Значит, по формуле сопротивление будет: 16 * 100 = 1600 Ом или 1,6 кОм с допуском 5%.

Калькулятор цветового кода резистора

(3-полосный, 4-полосный, 5-полосный и 6-полосный)

Цветовой код резистора был разработан в 1920 году. Цветные полосы напечатаны на корпусе крошечных компонентов резистора. Как правило, для цветового кода мы можем использовать мнемонику резистора под названием BBROY Great Britain Very Good Wife. Тогда как первая буква обозначает уникальный цвет.

Этот ярлык с цветовым кодированием содержит аббревиатуру для обозначения номинала резистора.

Цветовой код резистора Обозначение
Код цвета Резистор Аббревиатура Цвет ремешка
0 В

Чернить

1 В

коричневый

2 R

красный

3 O

апельсин

4 Я

Желтый

5 G

Зеленый

6 В

Синий

7 В

фиолетовый

8 G

Серый

9 Вт

белый

Резисторы используют стандарт кодирования BS1852 (британский стандарт) для представления значений.Он использует букву «R» для ом, «K» для килоомов и «M» для мегаомов. Например, резистор 4,7 кОм отображается как 4K7.

Цветные полосы резистора

Резисторы из углеродного состава имеют от 3 до 6 цветовых полос резисторов. Трехполосный резистор трех цветов с множителем и без допуска.

Чтобы узнать номинал резистора, можно выбрать три диапазона. Принимая во внимание, что 4-полосные, 5-полосные и 6-полосные резисторы имеют дополнительную полосу, известную как допуск.

На диаграмме цветового кода показаны 3 полосы, 4 полосы, 5 полос и 6 полос резисторов.

3-х полосный резистор 4-полосный резистор 5-полосный резистор 6-полосный резистор
1-я полоса Первая цифра Первая цифра Первая цифра Первая цифра
2-я полоса Вторая цифра Вторая цифра Вторая цифра Вторая цифра
3-я полоса Значение множителя Значение множителя Третья цифра Третья цифра
4-я полоса Значение допуска Значение множителя Значение множителя
5-я полоса Значение допуска Значение допуска
6-я полоса Температурный коэффициент

Чтобы узнать, как найти цветовой код, каждый цвет обозначает число от 0 до 9.Это число может использоваться как первая значащая цифра и вторая значащая цифра для 3-х и 4-х диапазонов. Для 5-полосных и 6-полосных резисторов первые 3 цифры обозначают значащие числа.

Значение множителя умножается на значащую цифру (одну, две или три цифры), чтобы получить желаемое значение сопротивления. В дополнение к этому 4-полосные, 5-полосные и 6-полосные резисторы имеют значение допуска от ± 0,10 до ± 10.

Шестиполосный резистор имеет особое свойство - температурный коэффициент сопротивления, выраженный в ppm / Кельвинах.Более высокое значение ppm указывает на то, что резистор может выдерживать более высокую или более низкую температуру. Изменение сопротивления постоянно зависит от температуры.

Таблица цветов резистора

- 3 полосы, 4 полосы, 5 полос и 6 полос

Чтобы понять, как читать цветовой код резистора для 3/4/5/6-полосных резисторов, вы можете использовать эту цветовую таблицу.

В приведенной выше таблице каждая цветная полоса на резисторе представляет собой число. Например, чтобы рассчитать 1,2 МОм, резистор показывает коричневые, красные и зеленые цвета (читать слева направо).Теперь поместите первые две полосы как числовое значение и третью полосу как множитель (10 5 ).

Отклонения в цветовой кодировке резисторов

Надежность

Резисторы, отвечающие военным требованиям, часто изготавливаются с диапазоном надежности. Этого ремешка нет в коммерческой электронике. Обычно 4-полосный резистор имеет полосу надежности.

Резистор нулевой сопротивления

Этот резистор поставляется с одной черной полосой, используемой для соединения дорожек на печатной плате (PCB).Он используется как соединение между двумя суставами.

Полосы резистора с золотом и серебром

Золотая и серебряная полосы часто ошибочно представляют истинный цвет резистора. Следовательно, они заменены полосами серого и желтого цветов.

Как пользоваться калькулятором цветового кода резистора

Инструмент калькулятора резисторов вычисляет цветовой код для 3-полосных, 4-полосных, 5-полосных и 6-полосных резисторов, обычно в диапазоне Ом, Кило Ом и Мега Ом.

Калькулятор сопротивления имеет от 1 до 6 цветов полос с множителем (Mul), допуском (Tol) и PPM / Кельвином.Вы должны выбрать правильный цвет, соответствующий каждому столбцу. Значение допуска говорит о точности изготовления резистора. Обычно для золота он составляет 5%, а для серебра - 10%.

Отображает истинное значение сопротивления с допуском и температурным коэффициентом сопротивления.

Примеры цветового кода резистора

Чтобы узнать больше, давайте обсудим несколько примеров цветовой маркировки резисторов для 4-, 5- и 6-полосных резисторов.

4 полосы Код цвета

Например, 4-полосный резистор имеет цвет Коричневый Черный Оранжевый Золотой.Какое значение резистора?

Используя цветовую таблицу, запишите значения как: 1/0/10 3 = 10 * 10 3 = 10 кОм / 10 кОм. Допуск для золота составляет ± 5%. Таким образом, значение колеблется от 9,5 кОм до 10,5 кОм.

5-полосный цветовой код

Другой пример (Из таблицы): 5-полосный резистор имеет цвет Черный - Коричневый Черный Красный Коричневый.

Запишите значения как, 0/1 // 0/10 2 = 10 * 100 = 1 кОм / 1 кОм. Допуск для Брауна составляет ± 1%. Следовательно, сопротивление резистора составляет 900 Ом к 1.01КОм

6-полосный цветовой код

6-полосный резистор имеет черный коричневый красный коричневый синий коричневый

Используя таблицу, значения: 0/1/2/101 = 120 Ом / 120R. Допуск для синего составляет ± 0,25%, а температурный коэффициент сопротивления составляет 100 частей на миллион. Таким образом, сопротивление становится 119,7 Ом -120,3 Ом

.

Номиналы стандартных резисторов

Электронное цветовое кодирование стандартизировано Ассоциацией электронной промышленности (EIA), а затем и Ассоциацией производителей радиооборудования (RMA) в качестве стандартной цветовой маркировки резисторов.

Этот код маркировки меняется от одного десятилетия к другому. Это известно как цветовой код EIA. Для каждого диапазона допуска EIA выделяет серию E (E3, E6, E12, E24 и E96) для обозначения номиналов резисторов.

Стандартные декадные резисторы (также известные как предпочтительные значения) показаны в таблице ниже. Расчет сопротивления начинается с 1 Ом с диапазоном допуска (36%, 10%, 5% и 1%).

Серия E3 - сопротивление с допуском ± 36% (значение в омах)
1.0 2,2 4,7
Серия E6 - сопротивление с допуском ± 20% (значение в омах)
1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8
Серия E12 - сопротивление с допуском ± 10% (значение в омах)
1,0 1,2 1,5 1.8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6
Серия E24 - сопротивление с допуском ± 5% (значение в омах)
1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4
2,7 2,9 3,0 3,3 3,6 4.3 4,7 5,1 5,6 6,2
6,8 7,2 8,2 9,1
Серия E96 - сопротивление с допуском ± 1% (значение в омах)
1 1.02 1,05 1.07 1,10 1,13 1,15 1,18 1,21 1,24
1.27 1,30 1,33 1,37 1,40 1,43 1,47 1,50 1,54 1,58
1,62 1,65 1,69 1,74 1,78 1,82 1,87 1,91 1,96 2,00
2,05 2,10 2,15 2,21 2,26 2.32 2,37 2,43 2,49 2,55
2,61 2,67 2,74 2,80 2,87 2,94 3,01 3,09 3,16 3,24
3,32 3,40 3,48 3,57 3,65 3,74 3,83 3,92 4,02 4,12
4.22 4,32 4,42 4,53 4,64 4,75 4,87 4,99 5,11 5,23
5,36 5,49 5,62 5,76 5,90 6,04 6,19 6,34 6,49 6,65
6,81 6,98 7,15 7,32 7,50 7.68 7,87 8,06 8,25 8,45
8,66 8,87 9,09 9,31 9,53 9,76

Чтобы найти номиналы резисторов из серии E, выберите предпочтительный резистор с допуском. Мы получим сопротивления, умножив значение на постоянную множителя. Например, резистор серии E6 (1 Ом) с допуском ± 20, набор сопротивлений 1, 20, 400, 8K, 160K.

Заключение

Углеродные полосовые резисторы не имеют напечатанных значений сопротивления и допусков на корпусе из-за их размера. Таким образом, таблица цветового кода резистора и калькулятор помогают определить номинал резистора без использования цифрового мультиметра.

Вот несколько моментов, которые следует помнить о цветовой кодировке резистора.

  1. Цветовой код резистора говорит о том, что пятая полоса черная, какой тип резистора?

    Для резистора с проволочной обмоткой 5-я полоса черного цвета, а для плавкого резистора 5-я полоса белого цвета.Если только одна полоса (черного цвета) посередине, то это резистор нулевым сопротивлением.

  2. С какой стороны читать резистор?

    Читайте слева направо. Идея в том, что золотые или серебряные полосы (для допуска) присутствуют с правой стороны. Если золотая, серебряная полосы отсутствуют, то первой полосой будет полоса, которая находится близко к свинцу.

  3. Какой тип серии E используется чаще всего?

    В большинстве схем предпочтительными сериями являются E6, E12 и E24.Серии E96 дороги, так как их толерантность меньше.

Калькулятор параллельных резисторов R1 + R2 = эквивалентный резистор R схема сопротивления, эквивалентная общая сумма резисторов, упрощенная комбинированная схема = параллельная

параллельная калькуляционная система резисторов, R1 + R2 = эквивалентная резистор R, эквивалентная схема сопротивления, эквивалентная общая резисторная поисковая система, сделанная легко совмещенная = параллельная - sengpielaudio Sengpiel Berlin


R всего Формула:
R всего = R1 × R2 / (R1 + R2)

Введите два значения резистора , будет рассчитано третье значение параллельной цепи.
Вы даже можете ввести общее сопротивление R общее и одно известное сопротивление R 1 или R 2 .

Формула (уравнение) для расчета двух сопротивлений R 1 и R 2 , соединенных параллельно:

Расчет необходимого параллельного резистора R 2 , при R 1 и суммарное сопротивление R дается всего :

Решение формулы R итого = ( R 1 × R 2 ) / ( R 1 + R 2 ) для R 1 Первый шаг - очистить все дроби путем умножения на наименьшее значение
. общий знаменатель, то есть R t × R 1 × R 2 ... итого получаем:
1/ R итого = 1/ R 1 + 1/ R 2
R итого × R 1 × R 2 [1/ R всего = 1/ R 1 + 1/ R 2 ]
R 1 × R 2

5 = всего × R 2 + R итого × R 1 затем соберите члены с R 1 и решите
R 1 × 1 R 2 R 2 - R всего × R 1 = R всего × R 2
R 1 ( R 2 455 - всего 2 4 - ) = R 2 × R всего 9040 2
Последний шаг:
R 1 = R 2 × R всего / ( R итого )
или:
R 2 = R 1 × 9143
всего R 1 - R всего )

Примечание: Этот калькулятор также может решать другие математические задачи.Расчет резисторов параллельно
точно так же, как и вычисления, необходимые для параллельных катушек индуктивности или последовательно включенных конденсаторов.

Два резистора, включенных параллельно, и результирующее общее сопротивление: Два одинаковых значения,
также покажите уравнение, что результаты всегда равны половине. Это упрощает работу, когда
проектирование схем или прототипирование. С кепками всегда вдвое больше, потом с кепками всего
просто сложите параллельно.

• Поисковые сопротивления R 1 и R 2 , когда заданное сопротивление (эквивалентное сопротивление) известно •

Расчет: пары резисторов - вычислитель с обратной конструкцией
Поиск R 1 и R 2 с известным целевым сопротивлением

● Рассчитать несколько резисторов параллельно ●

Этот калькулятор определяет сопротивление от до 10 резисторов, включенных параллельно .
Введите сопротивления в поля ниже и, когда все значения будут введены,
нажмите кнопку «рассчитать», и результат появится в поле под этой кнопкой.
В качестве теста, если мы введем сопротивления 4, 6 и 12 Ом, ответ должен быть 2 Ом.
Примечание. При снятии флажков вручную сохраненные значения не сбрасываются. Воспользуйтесь «сбросом».

Закон Ома - калькулятор и формулы

Два резистора, включенных параллельно, и результирующее общее сопротивление
Сопротивление в диапазоне от 1 Ом до 100 Ом

R2 R1
1 1.5 2,2 3,3 4,7 6,8 10 15 22 33 47 68
1 0,5 0,6 0,69 0.77 0,83 0,87 0,91 0,93 0,95 0,97 0,98 0,99
1,5 0,6 0,75 0,89 1.03 1,14 1,22 1,30 1,36 1,40 1,43 1.45 1,46
2,2 0,69 0,89 1,1 1,32 1,50 1,66 1,82 1,92 2,0 2,06 2,10 2,13
3,3 0,77 1.03 1,32 1.65 1,94 2,22 2,48 2,70 2,87 3,00 3,08 3,14
4,7 0,83 1,14 1,50 1,94 2,35 2,78 3,20 3,58 3,87 4,12 4.27 4,39
6,8 0,87 1,22 1,66 2,22 2,78 3,40 4,05 4,68 5,19 5,64 5,94 6,18
10 0,91 1,30 1,82 2.48 3,20 4,05 5,0 6,0 6,9 7,7 8,3 8,7
15 0,93 1,36 1,92 2,70 3,58 4,68 6,0 7,50 8,9 10,3 11,4 12.2
22 0,95 1,40 2,00 2,87 3,87 5,19 6,9 8,9 11,0 13,2 15,0 16,6
33 0,97 1,43 2,06 3,0 4.12 5,64 7,7 10,3 13,2 16,5 19,4 22,2
47 0,98 1,45 2,1 3,08 4,27 5,94 8,3 11,4 15,0 19,4 23,5 27.8
68 0,99 1,46 2,13 3,14 4,39 6,18 8,7 12,2 16,6 22,2 27,8 34,0

Примечание: Этот калькулятор также может решать другие математические задачи. Расчет резисторов параллельно
точно так же, как и вычисления, необходимые для параллельных катушек индуктивности или последовательно включенных конденсаторов.

Мощность, рассеиваемая в резисторе: P = В × I , P = В 2 / R , P = I 41 2 × 9.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *