¿Por qué mi resistencia se calienta?

Actualmente estoy usando resistencias de la serie 150R para limitar la corriente a cada segmento en una pantalla de 7 segmentos. Elegí 150R porque todas las "calculadoras de resistencias LED" en línea sugieren este valor. La fuente de alimentación es de 5v/2.5A.

La hoja de datos de estas pantallas (Kingbright SC52-11EWA) dice que los LED tienen un voltaje directo de 2,0 (2,5 máx.).

Para las pruebas, actualmente solo tengo un segmento conectado con una resistencia. Por alguna razón, después de unos minutos, la resistencia se calienta bastante. Las pantallas en sí no se calientan.

Cuando uso una resistencia 330R, todavía está ligeramente caliente pero un poco más fría que 150R. Sin embargo, la pantalla es notablemente más tenue, especialmente cuando se ve durante el día.

Nunca he tenido problemas con el calentamiento de las resistencias al encender los LED.

  1. ¿Qué estoy haciendo mal?
  2. ¿Qué valor de resistencias debo usar?

Adjunto una imagen de la placa de prueba, si es relevante (la pantalla es mucho más brillante que esto, el flash solo hace que se vea tenue).

prueba

La razón por la que hace calor es obvia: wasted energy = heat.
¿Por qué es "obvio"? No he tenido este problema antes con la alimentación de LED de 5v.
Es obvio porque las resistencias desperdician la energía extra transformándola en calor. Entonces, en lugar de preguntar por qué se calienta, sería más sensato preguntar por qué se desperdicia tanta energía hasta el punto en que puedes sentirlo.
Es obvio porque esa es la única fuente posible de energía para calentar la resistencia. Para un caso de voltaje constante como este, la potencia convertida en calor es inversamente proporcional al valor de la resistencia. Entonces, una resistencia de 330 ohmios disipará la mitad del calor. Que la temperatura aumente la mitad depende de parámetros físicos que no nos has dado. ¿Utilizó anteriormente resistencias de medio vatio o multiplexó la pantalla?
@JoeHass: cuidado aquí. La resistencia de 330 ohmios generará la mitad de calor con la MISMA CANTIDAD DE CORRIENTE que la atraviesa. Habrá menos corriente atravesándolo, aproximadamente un factor de 2. yo 2 R será menor por un factor de 8!
@ScottSeidman - no, estás equivocado. Generará un poco más del doble de calor para la misma corriente. Pero la corriente será menos de la mitad. Al final, generará la mitad del calor: la forma fácil de comparar es V ^ 2 / R, ya que V es casi constante, solo vemos el 1 / R al comparar las dos resistencias.
@Chris-- Sí, obviamente tienes razón. La mitad de la corriente, el doble de la resistencia e I2R será menor por un factor de 2
@MSalters "Hay diseños más eficientes" : los diseños de esa página son todos goteros lineales, todos desperdiciarán la misma cantidad de energía que una resistencia simple (un poco más, de hecho).

Respuestas (2)

Esto se puede calcular fácilmente.

La fuente de alimentación es de 5 V y el LED cae 2 V. Eso deja 3 V en la resistencia. 3 V / 150 Ω = 20 mA, que es una corriente máxima típica para LED pequeños. Eso significa que el LED funciona correctamente.

Ahora mira la disipación de energía. 20 mA x 3 V = 60 mW. Eso está dentro de la capacidad de lo que parece ser una resistencia de "1/4 W" en su imagen. De nuevo, todo está bien.

Busque una hoja de datos para la resistencia y vea qué tan caliente se espera que se caliente si realmente tuviera que disipar 1/4 W. Eso probablemente estaría en el rango de 150-200 ° C. Incluso a 150 °C para 250 mW, y suponiendo 20 °C para el ambiente, tiene 130 °C/250 mW = 520 °C/W. Por lo tanto, 60 mW calentarían la resistencia a 31 °C, lo que definitivamente puede sentir. Si comienza a 20 °C, entonces la resistencia estaría a 51 °C o 124 °F. Por lo tanto, tiene mucho sentido que se sienta "tibio" o casi "caliente" para usted.

Me atrevo a sugerir mejorar la respuesta abordando rápidamente primero la pregunta básica, es decir: "¿por qué se calienta mi resistencia?" porque quizás al OP le falta esta información muy básica. Cualquier resistencia disipa energía de alguna manera y la mayoría (si no todas) lo hacen generando calor. A veces, ese calor es tan pequeño que pasa desapercibido y, a veces, es muy notable, pero todas las resistencias se calientan hasta cierto punto cuando la corriente pasa a través de ellas.
Calcular la salida térmica es fácil; predecir el aumento de temperatura es un poco más complicado, así que pensé que valía la pena hacer un experimento. He tenido una resistencia de 1/4 watt, 150 ohm a través de un suministro de banco de 3.3v por un tiempo, y apenas puedo discernir el calor de ella. Pensé que los cables y los cables del clip podrían estar disipando el calor, así que corté los cables y los inserté en una placa de pruebas; tal vez sea un cabello más cálido, pero aún no a un nivel que notaría a menos que lo esperara. Mi compañero de trabajo piensa que tal vez pueda sentirlo si aísla la resistencia con el dedo por un momento.

intente usar una resistencia de mayor potencia. si actualmente está usando un 150R de 1/4 Watt, intente con 1/2 Watt de la misma resistencia.

Bienvenido a EE.SE, Miguel. Si lee la otra respuesta, publicada hace cinco años, verá cómo calcular la energía disipada en la resistencia y algunas pautas sobre cómo estimar la disipación esperada. El aspecto de "ingeniería" del sitio significa hacer cálculos de diseño.
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