Conexión de un LED a una fuente de voltaje "incompatible"

Soy nuevo en electricidad y electrónica y estoy confundido por algo que vi con un video reciente que explica cómo conectar una batería, un LED y una resistencia. En ese artículo (consulte el enlace para obtener más detalles si está interesado), se está utilizando una batería de 9 V, un LED de 3 V clasificado en 20 mA y una resistencia.

  • ¿Está bien/es seguro conectar el LED a una fuente de voltaje que proporcione más voltaje del que está clasificado? ¿Qué posibles efectos secundarios hay? Creo que la respuesta aquí es sí , porque parece perfectamente correcto conectar un LED de 3V a una batería de 9V.
  • ¿Es correcto/seguro conectar el LED a una fuente de voltaje que proporcione menos voltaje del que está clasificado? ¿Qué posibles efectos secundarios hay? Imagina que solo tenía, digamos, una batería de 1V.
Los LED son baratos, te sugiero que compres algunos, juegues y veas qué sucede. (¿Tiene un DMM barato?) (Oh, no juegue con voltajes de línea de CA hasta que sepa más).
Los LED se comportan como los diodos Zener con la adición de una caída de voltaje de la serie R para limitar la corriente. Obviamente, 9V desperdicia energía, así que considere un voltaje de batería más bajo como una celda LiPo de 3.6V con una R más pequeña o directamente con una batería de litio de 3V para un par de días de uso.

Respuestas (4)

En cuanto al sobrevoltaje, lea aquí: ¿ Cómo puede el voltaje quemar un LED? Bajo voltaje, no se encenderá o será muy tenue.

Hmmm, gracias @LsD (+1), ¿parece que estás diciendo que la resistencia se agrega al circuito para reducir el voltaje de 9V -> 3V? Si eso es lo que estás diciendo, pensé que el trabajo de las resistencias es limitar la cantidad de corriente (no de voltaje) que se consume, ¿no? ¡Gracias de nuevo!
Eso no es lo que estoy diciendo. El voltaje y la corriente están íntimamente relacionados. No están separados. ¿Leíste toda la información en ese enlace? La respuesta a tu pregunta no es tan simple como crees.
@smeeb piénselo de esta manera, si el LED se presentara como un cortocircuito, la corriente que fluiría a través de él sería exactamente Vin/R, y esa es la corriente en el peor de los casos que podría fluir a través de ese LED, por lo tanto, un límite de corriente .

Aplicar más voltaje del que tiene el LED hará que se sobrecaliente y se queme o se incendie si realmente se excede.

Por supuesto, eso suponiendo que la batería pueda generar tanta corriente. Es posible que descubras que el voltaje de la batería se cae...

Aplicar menos voltaje lo hará más tenue.

ADICIÓN: Para abordar su confusión de voltaje / corriente, observe el circuito simple a continuación.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R1 es su resistencia de caída o balasto, R_Led es la resistencia efectiva del LED cuando está encendido. Normalmente no pensamos que los LEDS presentan una resistencia, pero de hecho tienen una resistencia efectiva compleja. A los efectos de esta descripción, aclara un poco las cosas.

¿Puedes ver que la corriente a través del LED será simplemente

I = V B A T / ( R 1 + R L mi D )

Y que el voltaje a través del LED es

V = V B A T − ( I ∗ R 1 )

OK, tal vez las matemáticas te confundan...

¿Puedes visualizar lo que sucede cuando AUMENTAS R1 ...

Cuando lo hace, aumenta la resistencia total del circuito, por lo que la corriente debe ser menor. Al mismo tiempo, dado que R1 se hizo más grande en comparación con R_LED, el voltaje V DEBE caer.

Como tal, la resistencia de balasto establece tanto el voltaje como la corriente a través de un LED para un voltaje de suministro particular dentro de las tolerancias del voltaje directo del LED.

Hmmm, gracias @Trevor (+1), ¿parece que estás diciendo que la resistencia se agrega al circuito para reducir el voltaje de 9V -> 3V? Si eso es lo que estás diciendo, pensé que el trabajo de las resistencias es limitar la cantidad de corriente (no de voltaje) que se consume, ¿no? ¡Gracias de nuevo!
@smeeb hace ambas cosas. Realmente no puedes hacer uno sin el otro. Al dejar caer algo de voltaje a través de la resistencia, limita la corriente. o limitas la corriente con una resistencia que baja el voltaje al LED... son lo mismo en diferentes palabras.
@smeeb piénselo de esta manera, si el LED se presentara como un cortocircuito, la corriente que fluiría a través de él sería exactamente Vin/R, y esa es la corriente en el peor de los casos que podría fluir a través de ese LED, por lo tanto, un límite de corriente .
@smeeb mira mi respuesta actualizada

No se regula un LED regulando el voltaje que se le aplica: se regula la corriente . La razón es que la curva IV de un LED es muy pronunciada cerca de su punto de funcionamiento normal. Pequeñas fluctuaciones en el voltaje causan grandes cambios en la corriente. Si intenta regular el voltaje, corre el riesgo de exceder la clasificación de corriente máxima y quemar el LED.

La forma más económica de regular la corriente* es lo que mostraron en el video: poner el LED en serie con una resistencia de balasto (también conocida como "resistencia limitadora de corriente"). Eso hace que la relación corriente/voltaje sea mucho más manejable.

La forma más eficiente es utilizar una fuente de alimentación de corriente constante . (a menudo llamado "controlador LED" cuando está diseñado especialmente para aplicaciones de iluminación LED).

* En realidad, hay una forma más económica: en las linternas de llavero que usan pilas de botón diminutas o pilas de botón para la energía, a menudo solo conectan el LED directamente a la batería. En esos diseños, la propia batería actúa como resistencia de lastre. Todas las baterías tienen resistencia interna , y cuanto más pequeña sea la batería, más resistencia tiende a tener.

Examinemos el comportamiento de 2 componentes del circuito conectados en serie: una resistencia y un LED, ese circuito en serie conectado a través de una fuente de voltaje. Mantenemos el mismo valor de resistencia y aumentamos el voltaje de 1 voltio a 9 voltios, en pasos de 1 voltio.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

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