Ετσι, αντίσταση… Βασικό δομικό στοιχείο ηλεκτρικό κύκλωμα.

Η δουλειά της αντίστασης είναι περιορισμός ρεύματοςπου ρέει μέσα από την αλυσίδα. ΟΧΙ στη μετατροπή του ρεύματος σε θερμότητα, δηλαδή σε περιορισμός ρεύματος. Δηλαδή χωρίς αντίστασηένα μεγάλο ρέει μέσα από την αλυσίδα ρεύμα, ενσωματωμένο αντίστασητο ρεύμα έχει μειωθεί. Αυτό είναι το έργο του, εκτελώντας το οποίο αυτό το στοιχείο του ηλεκτρικού κυκλώματος παράγει θερμότητα.

Παράδειγμα λαμπτήρα

Σκεφτείτε την εργασία αντίστασηστο παράδειγμα ενός λαμπτήρα στο παρακάτω διάγραμμα. Έχουμε μια πηγή ρεύματος, μια λάμπα, ένα αμπερόμετρο που μετράει ρεύμαπερνώντας μέσα από την αλυσίδα. ΚΑΙ Αντίσταση. Οταν αντίστασηαπουσιάζει στο κύκλωμα, ένα μεγάλο ρεύμα, για παράδειγμα, 0,75Α. Η λάμπα καίει έντονα. Μια αντίσταση ενσωματώθηκε στο κύκλωμα - το ρεύμα είχε ένα ανυπέρβλητο εμπόδιο που ρέει μέσα από το κύκλωμα ρεύμαέπεσε στα 0,2Α. Ο λαμπτήρας είναι λιγότερο φωτεινός. Αξίζει να σημειωθεί ότι η φωτεινότητα με την οποία καίγεται ο λαμπτήρας εξαρτάται και από την τάση σε αυτόν. Όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο πιο φωτεινό.

Επιπλέον, στις αντίστασησε εξέλιξη πτώση τάσης. Το εμπόδιο όχι μόνο καθυστερεί ρεύμα, αλλά και «τρώει» μέρος της τάσης που εφαρμόζει η πηγή ρεύματος στο κύκλωμα. Σκεφτείτε αυτό το φθινόπωρο στο παρακάτω σχήμα. Έχουμε τροφοδοτικό 12 volt. Για κάθε ενδεχόμενο, ένα αμπερόμετρο, δύο βολτόμετρα σε ρεζέρβα, μια λάμπα και αντίσταση. Ενεργοποιήστε το κύκλωμα χωρίς αντίσταση(αριστερά). Η τάση στον λαμπτήρα είναι 12 βολτ. Συνδέουμε την αντίσταση- μέρος της τάσης έπεσε πάνω του. Το βολτόμετρο (κάτω δεξιά στο διάγραμμα) δείχνει 5V. Τα υπόλοιπα 12V-5V = 7V παρέμειναν στη λάμπα. Το βολτόμετρο στη λάμπα έδειχνε 7V.

Φυσικά, και τα δύο παραδείγματα είναι αφηρημένα, ανακριβή όσον αφορά τους αριθμούς και έχουν σχεδιαστεί για να εξηγήσουν την ουσία της διαδικασίας που λαμβάνει χώρα στο αντίσταση.

Μονάδα αντίστασης αντίστασης

Κύριο χαρακτηριστικό αντίσταση - αντίσταση. Μονάδα αντίσταση- Ωμ (Ωμ, Ω). Περισσότερο αντίσταση, τόσο μεγαλύτερο ρεύμαείναι σε θέση να περιορίσει, όσο περισσότερη θερμότητα εκπέμπει, τόσο περισσότερη πτώσεις τάσηςΣε αυτόν.

Ο νόμος του Ohm για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα

Βασικός νόμος όλου του ηλεκτρισμού. Συνδέσεις Τάση(V), Δύναμη ρεύμα(Ι) και Αντίσταση (R).

Μπορείτε να ερμηνεύσετε αυτά τα σύμβολα στην ανθρώπινη γλώσσα με διαφορετικούς τρόπους. Το κύριο πράγμα είναι να μπορείτε να κάνετε αίτηση για κάθε συγκεκριμένη αλυσίδα. Ας χρησιμοποιήσουμε Ο νόμος του Ohmγια το κύκλωμά μας αντίστασηκαι τον λαμπτήρα που συζητήθηκε παραπάνω, και υπολογίστε αντίσταση αντίστασης, στο οποίο ρεύμααπό τροφοδοτικό 12V θα περιοριστεί στα 0,2. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρούμε ότι η αντίσταση του λαμπτήρα είναι 0.

V=I*R => R=V/I => R= 12V / 0,2A => R=60Ohm

Ετσι. Εάν είναι ενσωματωμένο σε ένα κύκλωμα με πηγή ισχύος και λαμπτήρα του οποίου η αντίσταση είναι 0, αντίσταση 60 ohm ονομαστική, λοιπόν ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα, θα είναι 0,2Α.

Χαρακτηριστικό ισχύος αντίστασης

Microproger, να ξέρεις και να θυμάσαι! Παράμετρος ισχύς αντίστασηςείναι ένα από τα πιο σημαντικά κατά την κατασκευή κυκλωμάτων για πραγματικές συσκευές.

Ισχύς ηλεκτρικού ρεύματοςσε οποιοδήποτε τμήμα του κυκλώματος είναι ίσο με το γινόμενο του ρεύματος που διαρρέει αυτό το τμήμα κατά Τάσησε αυτό το τμήμα του κυκλώματος. P=I*U. Μονάδα μέτρησης 1W.

Όταν περνάει ρεύμα αντίστασηγίνονται εργασίες για τον περιορισμό του ηλεκτρικού ρεύμα. Όταν ολοκληρωθεί η εργασία, απελευθερώνεται θερμότητα. Αντίστασηδιαχέει αυτή τη θερμότητα περιβάλλον. Αλλα αν αντίστασηθα κάνει πάρα πολλή δουλειά, θα απελευθερώσει πολύ θερμότητα - δεν θα έχει πλέον χρόνο να διαχέει τη θερμότητα που παράγεται μέσα του, θα ζεσταθεί πολύ και θα καεί. Το τι θα συμβεί ως αποτέλεσμα αυτού του περιστατικού εξαρτάται από τον προσωπικό σας παράγοντα τύχης.

Η ονομαστική ισχύς μιας αντίστασης είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να διαχειριστεί χωρίς υπερθέρμανση.

Υπολογισμός ισχύος αντίστασης

Υπολογίζω ισχύς αντίστασηςγια το κύκλωμα των λαμπτήρων μας. Ετσι. Εχουμε ρεύμαπερνώντας μέσα από την αλυσίδα (και επομένως μέσα από αντίσταση), ίσο με 0,2Α. Πτώση τάσης στην αντίστασηίσο με 5V (όχι 12V, όχι 7V, συγκεκριμένα 5 - το ίδιο 5 που δείχνει το βολτόμετρο αντίσταση). Αυτό σημαίνει ότι εξουσία ρεύμαδιά μέσου αντίστασηίσο με P=I*V=0,2A*5V=1W. Συμπεραίνουμε: αντίστασηγια το κύκλωμά μας πρέπει να έχει μέγιστο εξουσίαόχι λιγότερο από (και κατά προτίμηση περισσότερο από) 1W. Διαφορετικά, θα υπερθερμανθεί και θα αποτύχει.

Σύνδεση αντιστάσεων

Αντιστάσειςσε ηλεκτρικά κυκλώματα έχουν σειριακή και παράλληλη σύνδεση.

Όταν συνδέεται σε σειρά, το σύνολο αντίσταση αντίστασηςείναι το άθροισμα αντίστασηΟλοι αντίστασησε σύνδεση:

Στο παράλληλη σύνδεσηγενικός αντίσταση αντίστασηςυπολογίζεται με τον τύπο:

Έχετε ερωτήσεις; Γράψε ένα σχόλιο. Θα απαντήσουμε και θα σας βοηθήσουμε να το καταλάβετε =)

Ένα συνηθισμένο μικρό LED μοιάζει με πλαστικό κωνικό φακό σε αγώγιμα πόδια, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει μια κάθοδος και μια άνοδος. Στο διάγραμμα, το LED απεικονίζεται ως μια συμβατική δίοδος, από την οποία το εκπεμπόμενο φως φαίνεται με βέλη. Έτσι το LED χρησιμεύει για την παραγωγή φωτός, όταν τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από την κάθοδο στην άνοδο, εκπέμπεται ορατό φως.

Η εφεύρεση του LED χρονολογείται από τη μακρινή δεκαετία του 1970, όταν χρησιμοποιούνταν λαμπτήρες πυρακτώσεως για την παραγωγή φωτός. Αλλά σήμερα, στις αρχές του 21ου αιώνα, τα LED έχουν πάρει επιτέλους τη θέση των πιο αποδοτικών πηγών ηλεκτρικού φωτός.

Πού είναι το "συν" του LED και πού το "μείον";

Για να συνδέσετε σωστά το LED στην πηγή ρεύματος, πρέπει πρώτα να παρατηρήσετε την πολικότητα. Η άνοδος του LED συνδέεται στο συν "+" της πηγής ισχύος και η κάθοδος - στο μείον "-". Η κάθοδος που συνδέεται στο μείον έχει σύντομη έξοδο, η άνοδος, αντίστοιχα, είναι μακρά - το μακρύ σκέλος του LED - στο συν "+" της πηγής ισχύος.

Ρίξτε μια ματιά στο εσωτερικό του LED: το μεγάλο ηλεκτρόδιο είναι η κάθοδος, είναι στο μείον, το μικρό ηλεκτρόδιο, που μοιάζει ακριβώς με το άκρο του ποδιού, είναι το θετικό. Και δίπλα στην κάθοδο, ο φακός LED έχει μια επίπεδη τομή.

Μην κρατάτε το κολλητήρι στο πόδι για μεγάλο χρονικό διάστημα

Συγκολλήστε τα καλώδια LED προσεκτικά και γρήγορα, επειδή η διασταύρωση ημιαγωγών φοβάται πολύ την υπερβολική θερμότητα, επομένως πρέπει να αγγίξετε για λίγο το συγκολλητικό σίδερο με την άκρη του στο συγκολλημένο πόδι και στη συνέχεια να αφαιρέσετε το συγκολλητικό σίδερο. Είναι καλύτερο να κρατάτε το συγκολλημένο πόδι του LED με τσιμπιδάκια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης για να διασφαλίσετε ότι η θερμότητα αφαιρείται από το πόδι για παν ενδεχόμενο.

Απαιτείται αντίσταση κατά τη δοκιμή LED

Φτάνουμε στο πιο σημαντικό πράγμα - πώς να συνδέσετε το LED σε μια πηγή ρεύματος. Εάν θέλετε, τότε δεν πρέπει να το συνδέσετε απευθείας στην μπαταρία ή στο τροφοδοτικό. Εάν το τροφοδοτικό σας είναι 12 βολτ, χρησιμοποιήστε αντίσταση 1 kΩ σε σειρά με το υπό δοκιμή LED για δίχτυ ασφαλείας.

Μην ξεχνάτε την πολικότητα - μακρά απόδοσηστο συν, η έξοδος από το μεγάλο εσωτερικό ηλεκτρόδιο στο μείον. Εάν δεν χρησιμοποιήσετε αντίσταση, η λυχνία LED θα καεί γρήγορα εάν υπερβείτε κατά λάθος Μετρημένη ηλεκτρική τάση, ένα μεγάλο ρεύμα θα ρέει μέσω της διασταύρωσης p-n και η λυχνία LED θα αποτύχει σχεδόν αμέσως.

Τα LED διατίθενται σε διάφορα χρώματα, αλλά το χρώμα της λάμψης δεν καθορίζεται πάντα από το χρώμα του φακού LED. Λευκό, κόκκινο, μπλε, πορτοκαλί, πράσινο ή κίτρινο - ο φακός μπορεί να είναι διαφανής και να τον ενεργοποιήσετε - θα αποδειχθεί κόκκινος ή μπλε. Τα μπλε και λευκά LED είναι τα πιο ακριβά. Γενικά, το χρώμα της λάμψης του LED επηρεάζεται κυρίως από τη σύνθεση του ημιαγωγού και ως δευτερεύον παράγοντα, το χρώμα του φακού.

Εύρεση της τιμής της αντίστασης για το LED

Η αντίσταση συνδέεται σε σειρά με το LED. Η λειτουργία της αντίστασης είναι να περιορίζει το ρεύμα, να το κάνει κοντά στην ονομαστική τιμή LED, έτσι ώστε το LED να μην καίγεται αμέσως και να λειτουργεί στην κανονική ονομαστική λειτουργία. Λαμβάνουμε υπόψη τα ακόλουθα αρχικά δεδομένα:

Vps - τάση τροφοδοσίας.

Vdf είναι η πτώση τάσης προς τα εμπρός στο LED σε κανονική λειτουργία.

Εάν - ονομαστικό ρεύμα του LED σε λειτουργία κανονικής λάμψης.

Τώρα, πριν βρούμε , σημειώνουμε ότι το ρεύμα στο κύκλωμα σειράς θα είναι σταθερό, το ίδιο σε κάθε στοιχείο: το ρεύμα If μέσω του LED θα είναι ίσο με το ρεύμα Ir μέσω της περιοριστικής αντίστασης.

Εξ ου και Ir = Αν. Αλλά Ir = Ur/R - σύμφωνα με το νόμο του Ohm. Και Ur \u003d Vps-Vdf. Έτσι R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/Αν.

Δηλαδή, γνωρίζοντας την τάση του τροφοδοτικού, την πτώση τάσης στο LED και το ονομαστικό ρεύμα του, μπορείτε εύκολα να επιλέξετε την κατάλληλη περιοριστική αντίσταση.

Εάν η τιμή αντίστασης που βρέθηκε δεν μπορεί να επιλεγεί από την τυπική σειρά τιμών των αντιστάσεων, τότε λαμβάνεται μια αντίσταση ελαφρώς μεγαλύτερης τιμής, για παράδειγμα, αντί για τα 460 Ohms που βρέθηκαν, παίρνουν 470 Ohm, τα οποία είναι πάντα εύκολο να βρεθούν. Η φωτεινότητα του LED θα μειωθεί πολύ ελαφρά.

Παράδειγμα επιλογής αντίστασης:

Ας πούμε ότι υπάρχει τροφοδοτικό 12 volt, και LED που χρειάζεται 1,5 βολτ και 10 mA για να ανάψει κανονικά. Ας επιλέξουμε μια αντίσταση σβέσης. Η αντίσταση πρέπει να πέσει 12-1,5 = 10,5 βολτ και το ρεύμα στο κύκλωμα σειράς (τροφοδοτικό, αντίσταση, LED) πρέπει να είναι 10 mA, επομένως από τον νόμο του Ohm: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 Ohm. Επιλέγουμε 1,1 kOhm.

Πόσο μεγάλη πρέπει να είναι η αντίσταση; Εάν R \u003d 1100 Ohm και το ρεύμα είναι 0,01 A, τότε, σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, η θερμική ενέργεια Q \u003d I * I * R \u003d 0,11 J θα απελευθερώνεται στην αντίσταση κάθε δευτερόλεπτο, που ισοδυναμεί με 0,11 W. Μια αντίσταση 0,125 W θα κάνει, ακόμη και ένα περιθώριο θα παραμείνει.

Σειριακή σύνδεση LED

Εάν ο στόχος σας είναι να συνδέσετε πολλά LED σε μια ενιαία πηγή φωτός, τότε είναι καλύτερο να συνδέσετε σε σειρά. Αυτό είναι απαραίτητο ώστε κάθε LED να μην έχει τη δική του αντίσταση, ώστε να αποφευχθούν περιττές απώλειες ενέργειας. Τα καταλληλότερα για σειριακή σύνδεση είναι LED του ίδιου τύπου, από την ίδια παρτίδα.

Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να συνδέσετε σε σειρά 8 LED των 1,4 volt με ρεύμα 0,02 A για να συνδεθείτε σε μια πηγή τροφοδοσίας 12 volt. Προφανώς, το συνολικό ρεύμα θα είναι 0,02 Α, αλλά η συνολική τάση θα είναι 11,2 βολτ, επομένως 0,8 βολτ σε ρεύμα 0,02 Α θα πρέπει να διαχέονται από την αντίσταση. R \u003d U / I \u003d 0,8 / 0,02 \u003d 40 ohms. Επιλέγουμε μια αντίσταση 43 ohm ελάχιστης ισχύος.

Η παράλληλη σύνδεση χορδών LED δεν είναι η καλύτερη επιλογή

Εάν υπάρχει επιλογή, τότε τα LED είναι καλύτερα να συνδέονται σε σειρά, όχι παράλληλα. Εάν συνδέσετε πολλά LED παράλληλα μέσω μιας κοινής αντίστασης, τότε λόγω της εξάπλωσης των παραμέτρων των LED, καθένα από αυτά δεν θα είναι ίση με τα άλλα, μερικά θα ανάβουν πιο φωτεινά, παίρνοντας περισσότερο ρεύμα και μερικά, αντίθετα, θα είναι πιο αμυδρά. Ως αποτέλεσμα, ορισμένα από τα LED θα καούν νωρίτερα λόγω της ταχείας υποβάθμισης του κρυστάλλου. Είναι καλύτερα να συνδέσετε τα LED παράλληλα, εάν δεν υπάρχει εναλλακτική, εφαρμόστε διαφορετική περιοριστική αντίσταση σε κάθε αλυσίδα.

Η κύρια παράμετρος που επηρεάζει την αντοχή του LED είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, η τιμή του οποίου είναι αυστηρά τυποποιημένη για κάθε τύπο στοιχείου LED. Ένας συνηθισμένος τρόπος περιορισμού του μέγιστου ρεύματος είναι η χρήση μιας περιοριστικής αντίστασης. Η αντίσταση για το LED μπορεί να υπολογιστεί χωρίς τη χρήση πολύπλοκων υπολογισμών με βάση το νόμο του Ohm, χρησιμοποιώντας τις τεχνικές τιμές των παραμέτρων της διόδου και την τάση στο κύκλωμα ενεργοποίησης.

Χαρακτηριστικά ενεργοποίησης του LED

Λειτουργώντας με την ίδια αρχή με τις διόδους ανορθωτή, τα στοιχεία εκπομπής φωτός, ωστόσο, έχουν χαρακτηριστικά γνωρίσματα. Τα πιο σημαντικά είναι:

1. Εξαιρετικά αρνητική ευαισθησία στην τάση αντίστροφης πολικότητας. Ένα LED που συνδέεται στο κύκλωμα με λάθος πολικότητα αποτυγχάνει σχεδόν αμέσως.
2. Στενό εύρος επιτρεπόμενου ρεύματος λειτουργίας μέσω της διασταύρωσης p-n.
3. Εξάρτηση της αντίστασης μετάβασης από τη θερμοκρασία, η οποία είναι χαρακτηριστική για τα περισσότερα στοιχεία ημιαγωγών.

Επί τελευταία παράγραφοςθα πρέπει να σταθώ με περισσότερες λεπτομέρειες, καθώς είναι το κύριο για τον υπολογισμό της αντίστασης σβέσης. Η τεκμηρίωση για τα στοιχεία ακτινοβολίας υποδεικνύει το επιτρεπόμενο εύρος του ονομαστικού ρεύματος, στο οποίο παραμένουν λειτουργικά και παρέχουν τα καθορισμένα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας. Η υποτίμηση της τιμής δεν είναι μοιραία, αλλά οδηγεί σε κάποια μείωση της φωτεινότητας. Ξεκινώντας από μια ορισμένη οριακή τιμή, η διέλευση του ρεύματος μέσω της μετάβασης σταματά και η λάμψη θα απουσιάζει.

Η υπέρβαση του ρεύματος οδηγεί πρώτα σε αύξηση της φωτεινότητας της λάμψης, αλλά η διάρκεια ζωής μειώνεται απότομα. Περαιτέρω αύξηση οδηγεί σε αστοχία του στοιχείου. Έτσι, η επιλογή μιας αντίστασης για ένα LED στοχεύει στον περιορισμό του μέγιστου αποδεκτό ρεύμαστις χειρότερες συνθήκες.

Η τάση σε μια διασταύρωση ημιαγωγών περιορίζεται από τις φυσικές διεργασίες σε αυτήν και είναι σε ένα στενό εύρος περίπου 1-2 V. Οι δίοδοι εκπομπής φωτός 12 Volt, που συχνά εγκαθίστανται σε αυτοκίνητα, μπορεί να περιέχουν μια αλυσίδα από στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά ή ένα περιοριστικό κύκλωμα που περιλαμβάνεται στο σχέδιο.

Γιατί χρειάζεστε μια αντίσταση για το LED

Η χρήση περιοριστικών αντιστάσεων κατά την ενεργοποίηση των LED είναι, αν και όχι η πιο αποτελεσματική, αλλά η πιο εύκολη και φθηνή λύση για τον περιορισμό του ρεύματος εντός αποδεκτών ορίων. Οι λύσεις κυκλώματος που σας επιτρέπουν να σταθεροποιήσετε το ρεύμα στο κύκλωμα εκπομπού με υψηλή ακρίβεια είναι αρκετά δύσκολο να επαναληφθούν και οι έτοιμες έχουν υψηλό κόστος.

Η χρήση αντιστάσεων σάς επιτρέπει να πραγματοποιείτε μόνοι σας φωτισμό και οπίσθιο φωτισμό. Το κύριο πράγμα είναι η δυνατότητα χρήσης όργανα μέτρησηςκαι ελάχιστες ικανότητες συγκόλλησης. Ένας καλά σχεδιασμένος περιοριστής, λαμβάνοντας υπόψη πιθανές ανοχές και διακυμάνσεις θερμοκρασίας, είναι σε θέση να παρέχει κανονική λειτουργία LED καθ' όλη τη δηλωμένη διάρκεια ζωής με ελάχιστο κόστος.

Παράλληλη και σειριακή σύνδεση LED

Προκειμένου να συνδυαστούν οι παράμετροι των κυκλωμάτων ισχύος και τα χαρακτηριστικά των LED, η σειριακή και παράλληλη σύνδεση πολλών στοιχείων είναι ευρέως διαδεδομένη. Κάθε τύπος σύνδεσης έχει τόσο πλεονεκτήματα όσο και μειονεκτήματα.

Παράλληλη σύνδεση

Το πλεονέκτημα μιας τέτοιας σύνδεσης είναι η χρήση μόνο ενός περιοριστή για ολόκληρο το κύκλωμα. πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή την αξιοπρέπειαείναι το μοναδικό, επομένως η παράλληλη σύνδεση δεν βρίσκεται σχεδόν ποτέ, με εξαίρεση τα βιομηχανικά προϊόντα χαμηλής ποιότητας. Τα μειονεκτήματα είναι:

1. Η απαγωγή ισχύος στο στοιχείο περιορισμού αυξάνεται ανάλογα με τον αριθμό των LED που συνδέονται παράλληλα.
2. Η διασπορά των παραμέτρων των στοιχείων οδηγεί σε άνιση κατανομή των ρευμάτων.
3. Η εξάντληση ενός από τους εκπομπούς οδηγεί σε αστοχία σαν χιονοστιβάδα όλων των άλλων λόγω της αύξησης της πτώσης τάσης στην ομάδα που είναι συνδεδεμένη παράλληλα.

Η σύνδεση αυξάνει κάπως τις λειτουργικές ιδιότητες, όπου το ρεύμα μέσω κάθε στοιχείου ακτινοβολίας περιορίζεται από μια ξεχωριστή αντίσταση. Πιο συγκεκριμένα, πρόκειται για παράλληλη σύνδεση ξεχωριστών κυκλωμάτων που αποτελούνται από LED με περιοριστικές αντιστάσεις. Το κύριο πλεονέκτημα είναι η μεγαλύτερη αξιοπιστία, αφού η αστοχία ενός ή περισσότερων στοιχείων δεν επηρεάζει σε καμία περίπτωση τη λειτουργία των άλλων.

Το μειονέκτημα είναι το γεγονός ότι λόγω της διάδοσης των παραμέτρων LED και της τεχνολογικής ανοχής για την τιμή αντίστασης, η φωτεινότητα της λάμψης μεμονωμένων στοιχείων μπορεί να ποικίλλει πολύ. Ένα τέτοιο σχήμα περιέχει μεγάλο αριθμό ραδιοστοιχείων.

Η παράλληλη σύνδεση με μεμονωμένους περιοριστές βρίσκει χρήση σε κυκλώματα χαμηλής τάσης, ξεκινώντας από ένα ελάχιστο, περιορισμένη από την πτώση τάσης στη διασταύρωση p-n.

Σύνδεση σειράς

Η σειριακή σύνδεση των στοιχείων ακτινοβολίας έχει γίνει η πιο διαδεδομένη, αφού το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα ενός κυκλώματος σειράς είναι η απόλυτη ισότητα του ρεύματος που διέρχεται από κάθε στοιχείο. Δεδομένου ότι το ρεύμα μέσω της μονής περιοριστικής αντίστασης και μέσω της διόδου είναι το ίδιο, τότε η διαρροή ισχύος θα είναι ελάχιστη.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι η αστοχία τουλάχιστον ενός από τα στοιχεία θα οδηγήσει σε αλειτουργία ολόκληρης της αλυσίδας. Η σειριακή σύνδεση απαιτεί υψηλότερη τάση, ελάχιστη τιμήπου αυξάνεται αναλογικά με τον αριθμό των στοιχείων που περιλαμβάνονται.

μικτή ένταξη

Η χρήση μεγάλου αριθμού εκπομπών είναι δυνατή κατά την εκτέλεση μικτής σύνδεσης, όταν χρησιμοποιούνται πολλές αλυσίδες συνδεδεμένες παράλληλα και μια σειριακή σύνδεση μιας περιοριστικής αντίστασης και πολλών LED.

Η εξάντληση ενός από τα στοιχεία θα οδηγήσει σε αλειτουργία μόνο ενός κυκλώματος στο οποίο είναι εγκατεστημένο αυτό το στοιχείο. Τα υπόλοιπα θα λειτουργήσουν σωστά.

Τύποι υπολογισμού αντιστάσεων

Ο υπολογισμός της αντίστασης αντίστασης για τα LED βασίζεται στο νόμο του Ohm. Οι αρχικές παράμετροι για τον τρόπο υπολογισμού της αντίστασης για το LED είναι:

• τάση κυκλώματος?
• ρεύμα λειτουργίας του LED.
• πτώση τάσης στη δίοδο εκπομπής (τάση τροφοδοσίας LED).

Η τιμή αντίστασης καθορίζεται από την έκφραση:

όπου U είναι η πτώση τάσης στην αντίσταση και I το μπροστινό ρεύμα μέσω του LED.

Η πτώση τάσης του LED καθορίζεται από την έκφραση:

U \u003d Upit - Usv,

όπου Upit είναι η τάση κυκλώματος και Usv είναι η πτώση τάσης στην πινακίδα τύπου στη δίοδο ακτινοβολίας.

Ο υπολογισμός ενός LED για μια αντίσταση δίνει μια τιμή αντίστασης που δεν θα βρίσκεται στο τυπικό εύρος τιμών. Πρέπει να πάρετε μια αντίσταση με αντίσταση πλησιέστερη στην υπολογιζόμενη τιμή στη μεγαλύτερη πλευρά. Αυτό λαμβάνει υπόψη την πιθανή αύξηση της τάσης. Είναι καλύτερα να πάρετε την τιμή στη συνέχεια στη σειρά των αντιστάσεων. Αυτό θα μειώσει ελαφρώς το ρεύμα μέσω της διόδου και θα μειώσει τη φωτεινότητα της λάμψης, αλλά ταυτόχρονα, θα ισοπεδωθεί οποιαδήποτε αλλαγή στο μέγεθος της τάσης τροφοδοσίας και της αντίστασης της διόδου (για παράδειγμα, όταν αλλάζει η θερμοκρασία).

Πριν επιλέξετε μια τιμή αντίστασης, θα πρέπει να αξιολογήσετε την πιθανή μείωση του ρεύματος και της φωτεινότητας σε σύγκριση με αυτή που καθορίζεται από τον τύπο:

(R - Rst)R 100%

Εάν η τιμή που λαμβάνεται είναι μικρότερη από 5%, τότε πρέπει να πάρετε μεγαλύτερη αντίσταση, εάν από 5 έως 10%, τότε μπορείτε να περιοριστείτε σε μια μικρότερη.

Οχι λιγότερο από σημαντική παράμετρος, επηρεάζοντας την αξιοπιστία της εργασίας - τη διαλυμένη ισχύ του στοιχείου περιορισμού ρεύματος. Το ρεύμα που διέρχεται από ένα τμήμα με αντίσταση προκαλεί τη θέρμανση του. Για να προσδιορίσετε την ισχύ που θα διασκορπιστεί, χρησιμοποιήστε τον τύπο:

Χρησιμοποιήστε μια περιοριστική αντίσταση της οποίας η απαγωγή ισχύος θα υπερβαίνει την υπολογιζόμενη τιμή.

Υπάρχει ένα LED με πτώση τάσης κατά μήκος του 1,7 V με ονομαστικό ρεύμα 20 mA. Πρέπει να συνδεθεί σε κύκλωμα 12 V.

Η πτώση τάσης στην περιοριστική αντίσταση είναι:

U = 12 - 1,7 = 10,3 V

Αντίσταση αντίστασης:

R \u003d 10,3 / 0,02 \u003d 515 ohms.

Η πλησιέστερη υψηλότερη τιμή στο τυπικό εύρος είναι 560 ohms. Με αυτήν την τιμή, η μείωση του ρεύματος σε σύγκριση με την καθορισμένη τιμή είναι ελαφρώς μικρότερη από 10%, επομένως δεν χρειάζεται να ληφθεί μεγαλύτερη τιμή.

Διανεμημένη ισχύς σε watt:

P = 10,3 10,3/560 = 0,19 W

Έτσι, για αυτό το κύκλωμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα στοιχείο με επιτρεπόμενη ισχύ διασποράς 0,25 W.

Σύνδεση της λωρίδας LED

Διατίθενται λωρίδες LED για διαφορετικές τάσεις τροφοδοσίας. Στην ταινία υπάρχει ένα κύκλωμα διόδων συνδεδεμένων σε σειρά. Ο αριθμός των διόδων και η αντίσταση των περιοριστικών αντιστάσεων εξαρτώνται από την τάση τροφοδοσίας της ταινίας.

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι Λωρίδες LEDπροορίζονται για σύνδεση σε κύκλωμα με τάση 12 V. Η χρήση υψηλότερης τιμής τάσης για λειτουργία είναι επίσης δυνατή εδώ. Για τον σωστό υπολογισμό των αντιστάσεων, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε το ρεύμα που διαρρέει ένα μόνο τμήμα της ταινίας.

Η αύξηση του μήκους της ταινίας προκαλεί αναλογική αύξηση του ρεύματος, αφού τα ελάχιστα τμήματα συνδέονται τεχνολογικά παράλληλα. Για παράδειγμα, εάν το ελάχιστο μήκος ενός τμήματος είναι 50 cm, τότε μια ταινία 5 m από 10 τέτοια τμήματα θα έχει 10πλάσια αύξηση στην κατανάλωση ρεύματος.

Πολλοί χρήστες, όταν συνδέουν μια λωρίδα διόδου ή ένα ξεχωριστό LED σε μια πηγή ρεύματος, διαπιστώνουν ότι το στοιχείο αρνείται να καεί όπως θα έπρεπε ή ακόμα χειρότερα, απλώς καίγεται.

Το θέμα είναι ότι ο κόμβος συνδέεται με την παροχή ρεύματος χωρίς κατάλληλη προστασία και προκαταρκτικούς υπολογισμούς.

Αυτή η εργασία, παραδόξως, λύνεται πολύ εύκολα. Υπάρχουν πολλά διαδικτυακά εργαλεία για αυτόματη εκτέλεση υπολογισμών, αλλά δεν είναι αξιόπιστα όλα αυτά τα αποτελέσματα. Και είναι καλύτερο να κατανοήσετε πρώτα τις αρχές και στη συνέχεια να υπολογίσετε τα πάντα χειροκίνητα για αξιοπιστία, ειδικά επειδή αυτή η λειτουργία είναι αρκετά απλή.

Τι πρέπει να ξέρετε

Αν ξαφνικά δεν γνωρίζετε τους τρεις νόμους (κανόνες) του Kirchhoff για τα ηλεκτρικά κυκλώματα, τότε ηρεμήστε, δεν θα χρειαστείτε τις γνώσεις τους. Ο μόνος απαραίτητος τύπος περιγράφεται από το νόμο του Ohm για το τμήμα της αλυσίδας.

Μοιάζει κάπως έτσι.

Διαβάζεται ως εξής: η ισχύς ρεύματος ενός τμήματος κυκλώματος είναι ευθέως ανάλογη με την τάση και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίσταση σε αυτό. Ή έτσι: η ισχύς του ρεύματος είναι ίση με την τάση διαιρούμενη με την αντίσταση (η πιο απλοποιημένη έκδοση).

Ο τύπος μετατρέπεται εύκολα σε άλλους εάν είναι απαραίτητο.

Θα χρησιμοποιήσουμε το τελευταίο στους υπολογισμούς μας.

Στο πρωτότυπο, ο τύπος είναι λίγο πιο περίπλοκος, καθώς λαμβάνει υπόψη την εσωτερική αντίσταση και το EMF της ίδιας της πηγής ρεύματος.

Μπορούμε όμως με ασφάλεια να τα παραμελήσουμε στις δεδομένες συνθήκες του προβλήματος.

Έτσι, θα χρειαστούμε τις ακόλουθες παραμέτρους:

1.Χαρακτηριστικά εξόδου ρεύματος και τάσης στο σημείο σύνδεσης.Εάν αυτό είναι ένα τμήμα του κυκλώματος, τότε οι τιμές μετρώνται καλύτερα με ένα αμπερόμετρο και ένα βολτόμετρο. Εάν γίνει απευθείας σύνδεση με μια πηγή ρεύματος (μπορεί να είναι ανορθωτής, μπαταρία ή συσσωρευτής), τότε θα αρκεί να γνωρίζετε τις ονομαστικές τους τιμές που υποδεικνύονται στη σήμανση ή στη συνοδευτική τεκμηρίωση.

2.Μέγιστες (μέγιστες επιτρεπόμενες) και ονομαστικές τιμές τάσης και ρεύματος τροφοδοσίας για το συνδεδεμένο LED.Μπορείτε να τα αναγνωρίσετε πιο συχνά επισημαίνοντας το στοιχείο του ραδιοφώνου. Εάν πρόκειται για λωρίδα LED, τότε στη συνοδευτική τεκμηρίωση.

Υπολογισμός σε σειριακή σύνδεση

Στην πραγματικότητα, η σύνδεση σε σειρά LED, σε συνδυασμό με μια περιοριστική αντίσταση, είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σχήμα. Έτσι, για παράδειγμα, μια λωρίδα LED δεν είναι τίποτα άλλο από ένα σύνολο LED συνδεδεμένων σε σειρά.

Ρύζι. 1. Λωρίδα LED

Για λόγους σαφήνειας, το σχηματικό διάγραμμα.

Ρύζι. 2. διάγραμμα κυκλώματος

Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση θα λειτουργήσει ως διαιρέτης τάσης και περιοριστής ρεύματος.

Ο τύπος θα μοιάζει με αυτό.

R ogr \u003d (U pit - U sd) / I sd

• Το R ogr είναι η τιμή της περιοριστικής αντίστασης.
• U pit - τάση στην πηγή ισχύος (ή στο τμήμα του κυκλώματος όπου είναι συνδεδεμένο το μπλοκ "δίοδος-αντίστασης").
• U sd - ονομαστική τάση λειτουργίας του LED (δείτε την τεχνική τεκμηρίωση).
• I sd - η ονομαστική (εργασία) τιμή του ρεύματος στο LED (δείτε την τεχνική τεκμηρίωση για το LED).

Εάν πρέπει να συνδέσετε πολλές διόδους ταυτόχρονα, τότε ο τύπος θα μοιάζει με αυτόν.

Όριο R \u003d (U pit - N U sd) / I sd

Όπου N είναι ο αριθμός των LED που συνδέονται σε σειρά.

Για τις λωρίδες LED, είναι απαραίτητο να λειτουργήσετε με τις παραμέτρους όχι ενός στοιχείου (δίοδος), αλλά ολόκληρου του τμήματος ταυτόχρονα (βάσει των προτύπων για 1 τρεχούμενο μετρητή, πολλαπλασιαζόμενο με τον αριθμό των μετρητών που χρησιμοποιούνται πραγματικά).

Με αυτή τη διάταξη εξαρτημάτων, επιτρέπεται η σύνδεση μόνο διόδων που είναι πανομοιότυπες σε παραμέτρους (οι ίδιοι λειτουργούν ως διαιρέτες τάσης και επομένως κάποιος απλά δεν έχει αρκετή ισχύ).

Παράδειγμα υπολογισμού

Αφήστε U pit \u003d 24 V, U sd \u003d 1,8 V (στα περισσότερα LED αυτό το εύρος είναι 1,5 - 2V), I sd \u003d 10 mA (ή 0,01 A, που αντιστοιχεί επίσης στις κανονικές τιμές των μοντέλων διόδων που χρησιμοποιούνται ευρέως). Στη συνέχεια, αντικαθιστώντας τον τύπο παίρνουμε:

Όριο R \u003d (24 - 1,8) / 0,01 \u003d 22,2 / 0,01 \u003d 2220 (Ω)

Ή 2,22 kOhm (kilo-ohm).

Εάν υπάρχουν 5 δίοδοι, τότε το αποτέλεσμα θα είναι το εξής:

Όριο R \u003d (24 - 1,8 5) / 0,01 \u003d 15 / 0,01 \u003d 1500 (Ω)

Οι αντιστάσεις διατίθενται μόνο σε σταθερές τιμές. Μπορείτε να πάρετε αυτό που θέλετε συνδέοντας πολλές διαφορετικές αντιστάσεις σε σειρά (τότε η αξία τους θα αθροιστεί) ή παράλληλα (φόρμουλα υπολογισμού παρακάτω).

Πριν από την εγκατάσταση, είναι καλύτερο να μετρήσετε τον δείκτη με ένα ωμόμετρο.

Η ένταξη στο σχήμα μπορεί να πραγματοποιηθεί ως εξής.

Ρύζι. 3. Παράλληλη σύνδεση LED

Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση σε κάθε τμήμα "αντίσταση-LED" είναι η ίδια (με παράλληλη σύνδεση αλλάζει μόνο η ισχύς του ρεύματος), πράγμα που σημαίνει ότι ο υπολογισμός θα γίνει όπως στα παραπάνω παραδείγματα.

Υπολογισμός της διαρροής ισχύος στην αντίσταση

Λόγω του ότι όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του στοιχείου στο ρεύμα που το διέρχεται, τόσο περισσότερη δουλειά κάνει το τελευταίο. Και η εργασία συνοδεύεται πάντα από την απελευθέρωση ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι η αντίσταση, ως στοιχείο μπλοκαρίσματος, αναπόφευκτα θα θερμανθεί.

Για να αποφευχθεί η αποτυχία της αντίστασης νωρίτερα από ό,τι χρειάζεται, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί σωστά η ενέργεια που λαμβάνεται και να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη διασπορά της.

Δεδομένου ότι η αντίσταση είναι συνδεδεμένη σε σειρά στο κύκλωμα, η ισχύς ρεύματος στο τμήμα "δίοδος-αντίσταση" είναι παντού η ίδια και δεν υπερβαίνει την ονομαστική τιμή που χρησιμοποιήσαμε στους υπολογισμούς, δηλαδή I sd (η αντίσταση της ίδιας της διόδου σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να παραμεληθεί, καθώς είναι αμελητέα, αποδεικνύεται ότι η οριακή αντίσταση του τμήματος κυκλώματος είναι πολύ κοντά στην αντίσταση του κυκλώματος).

P (W) \u003d I 2 (A) R (Ohm)

Ως παράδειγμα.

Για αντίσταση 2220 ohms με ένταση ρεύματος 0,01 A στο τμήμα κυκλώματος

Το LED έχει πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση, εάν συνδεθεί απευθείας στο τροφοδοτικό, το ρεύμα θα είναι αρκετά υψηλό για να το κάψει. Χάλκινες ή χρυσές κλωστές με τις οποίες συνδέεται ο κρύσταλλος εξωτερικά ευρήματα, αντέχουν μικρά άλματα, αλλά αν ξεπεραστούν έντονα, καίγονται και η ισχύς σταματά να ρέει προς τον κρύσταλλο. Ηλεκτρονικός υπολογισμόςΗ αντίσταση για ένα LED κατασκευάζεται με βάση το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας του.

• 1. Ηλεκτρονική αριθμομηχανή
• 2. Βασικές παράμετροι
• 3. Χαρακτηριστικά φθηνού ICE

Ηλεκτρονική αριθμομηχανή

Κάντε εκ των προτέρων ένα διάγραμμα καλωδίωσης για να αποφύγετε σφάλματα υπολογισμού. Η ηλεκτρονική αριθμομηχανή θα σας δείξει την ακριβή αντίσταση σε ohms. Κατά κανόνα, αποδεικνύεται ότι οι αντιστάσεις με αυτήν την βαθμολογία δεν είναι διαθέσιμες και θα εμφανιστεί η πλησιέστερη τυπική βαθμολογία. Εάν δεν είναι δυνατό να γίνει ακριβής επιλογή αντίστασης, χρησιμοποιήστε μεγαλύτερη ονομαστική αξία. Μια κατάλληλη τιμή μπορεί να γίνει συνδέοντας την αντίσταση παράλληλα ή σε σειρά. Ο υπολογισμός της αντίστασης για το LED μπορεί να παραλειφθεί εάν χρησιμοποιείτε μια ισχυρή μεταβλητή ή αντίσταση συντονισμού. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι ο 3296 στα 0,5W. Όταν χρησιμοποιείτε τροφοδοτικό 12 V, μπορούν να συνδεθούν σε σειρά έως και 3 LED.

Οι αντιστάσεις διατίθενται σε διαφορετικές κατηγορίες ακρίβειας, 10%, 5%, 1%. Δηλαδή, η αντίστασή τους μπορεί να σφάλλει εντός αυτών των ορίων σε θετική ή αρνητική κατεύθυνση.

Μην ξεχάσετε να λάβετε υπόψη την ισχύ της αντίστασης περιορισμού ρεύματος, αυτή είναι η ικανότητά της να διαχέει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας. Εάν είναι μικρό, τότε θα υπερθερμανθεί και θα αποτύχει, σπάζοντας έτσι το ηλεκτρικό κύκλωμα.

Για να προσδιορίσετε την πολικότητα, μπορείτε να εφαρμόσετε μια μικρή τάση ή να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία δοκιμής διόδου στο πολύμετρο. Διαφέρει από τη λειτουργία μέτρησης αντίστασης, που συνήθως παρέχεται από 2V έως 3V.

Βασικές ρυθμίσεις

Επίσης, κατά τον υπολογισμό των LED, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η εξάπλωση των παραμέτρων, για φθηνά θα είναι μέγιστα, για ακριβά θα είναι περισσότερο τα ίδια. Για να ελέγξετε αυτήν την παράμετρο, πρέπει να τις ενεργοποιήσετε υπό ίσες συνθήκες, δηλαδή διαδοχικά. Μειώνοντας το ρεύμα ή την τάση, μειώστε τη φωτεινότητα σε ελαφρώς λαμπερές κουκκίδες. Οπτικά θα μπορείς να κρίνεις, άλλα θα λάμπουν πιο φωτεινά, άλλα αμυδρά. Όσο πιο ομοιόμορφα καίγονται, τόσο λιγότερο απλώνονται. Ο υπολογιστής με αντίσταση LED υποθέτει ότι τα χαρακτηριστικά των τσιπ LED είναι ιδανικά, δηλαδή η διαφορά είναι μηδέν.

Η πτώση τάσης για κοινά μοντέλα χαμηλής ισχύος έως 10W μπορεί να είναι από 2V έως 12V. Καθώς η ισχύς αυξάνεται, ο αριθμός των κρυστάλλων στη δίοδο COB αυξάνεται, καθένας έχει μια πτώση. Οι κρύσταλλοι συνδέονται σε σειρά σε σειρά και μετά συνδυάζονται σε παράλληλα κυκλώματα. Σε ισχύ από 10W έως 100W, η μείωση αυξάνεται από 12V σε 36V.

Αυτή η ρύθμιση πρέπει να καθοριστεί στο τεχνικές προδιαγραφέςΤσιπ LED και εξαρτάται από το σκοπό:

• χρώματα μπλε, κόκκινο, πράσινο, κίτρινο.
• τρίχρωμο RGB?
• τετράχρωμο RGBW?
• δίχρωμο, ζεστό και κρύο λευκό.

Χαρακτηριστικά του φθηνού ICE

Πριν επιλέξετε μια αντίσταση για ένα LED αναμμένο ηλεκτρονική αριθμομηχανήε, θα πρέπει να βεβαιωθείτε για τις παραμέτρους των διόδων. Οι Κινέζοι στο Aliexpress πουλάνε πολλά led, περνώντας τα για επώνυμα. Τα πιο δημοφιλή μοντέλα είναι τα SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Τα χειρότερα πράγματα γίνονται συνήθως με την επωνυμία Epistar.

Για παράδειγμα, τις περισσότερες φορές οι Κινέζοι εξαπατούν τα SMD5630 και SMD5730. Οι αριθμοί στη σήμανση υποδεικνύουν μόνο το μέγεθος της θήκης 5,6 mm επί 3,0 mm. Σε επώνυμα, μια τόσο μεγάλη θήκη χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση ισχυρών κρυστάλλων στα 0,5W, επομένως, οι αγοραστές διόδων SMD5630 συνδέονται άμεσα με ισχύ 0,5W. Ο πονηρός Κινέζος το εκμεταλλεύεται αυτό και τοποθετεί ένα φτηνό και αδύναμο κρύσταλλο στη θήκη 5630 κατά μέσο όρο 0,1 W, ενώ δείχνει κατανάλωση ενέργειας 0,5 W.

κινέζικα Λαμπτήρες LEDκαλαμπόκι

Καλό παράδειγμαθα υπάρχουν λάμπες αυτοκινήτου και καλαμπόκι LED, στα οποία παρέχεται μεγάλος αριθμός αδύναμων και χαμηλής ποιότητας τσιπ LED. Ο μέσος αγοραστής πιστεύει ότι όσο περισσότερα LED, τόσο καλύτερα λάμπει και τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς.

Λαμπτήρες αυτοκινήτου στον πιο αδύναμο πάγο 0,1W

Για να εξοικονομήσουν χρήματα, οι συνάδελφοί μου LED αναζητούν αξιοπρεπείς λυχνίες LED στο Aliexpress. Ψάχνουν έναν καλό πωλητή που υπόσχεται ορισμένες παραμέτρους, παραγγέλνουν, περιμένουν παράδοση για ένα μήνα. Μετά τις δοκιμές, αποδεικνύεται ότι ο Κινέζος πωλητής εξαπάτησε και πούλησε σκουπίδια. Θα είστε τυχεροί αν έρθουν αξιοπρεπείς δίοδοι για έβδομη φορά, και όχι σκουπίδια. Συνήθως θα κάνουν 5 παραγγελίες, και αφού δεν πετύχουν αποτέλεσμα, πηγαίνουν να κάνουν μια παραγγελία σε ένα κατάστημα εσωτερικού που μπορεί να κάνει ανταλλαγή.