¿Por qué una resistencia debe estar en el ánodo de un LED?

Por favor, sea amable, soy un nudo en la electrónica. Esto se refiere a hacer que un LED emita fotones.

Por lo que leí (Getting Started in Electronics - Forrest Mims III and Make: Electronics) los electrones fluyen del lado más negativo al lado más positivo.

En un experimento de ejemplo (que involucra una celda seca primaria, un interruptor SPDT, una resistencia y un LED) establece que la resistencia DEBE estar conectada al ánodo del LED. En mi opinión, si los electrones fluyen de negativo a positivo, ¿no pasaría el flujo de electrones a través del LED antes de la resistencia? haciendo así que la resistencia no tenga sentido?

Si bien los electrones fluyen de negativo a positivo, por lo general es mejor seguir la convención de que la corriente fluye de positivo a negativo para no confundir a nadie cuando se habla de ello.

Respuestas (9)

La resistencia puede estar a ambos lados del LED, pero debe estar presente. Cuando dos o más componentes están en serie, la corriente será la misma a través de todos ellos, por lo que no importa en qué orden estén. Creo que la forma de leer "la resistencia debe estar conectada al ánodo" como "la resistencia no se puede omitir del circuito".

O más simplemente, se lee como "la resistencia debe estar conectada al ánodo", no "la resistencia debe estar conectada al ánodo ".
¿Es una evaluación correcta que la corriente comience en 0A y aumente hasta que básicamente alcance el límite de transferencia disponible? Porque seguramente de lo contrario importaría el orden en el que coloques los componentes, ¿no? solo para su información, soy un principiante absoluto en electrónica.
Podemos describir circuitos con ecuaciones lo suficientemente bien (con aproximaciones de "elementos agrupados", que se descomponen después de un punto) usando reglas como la ley de Ohm y las leyes de Kirchoff. Luego podemos resolver las ecuaciones y encontrar los voltajes entre los componentes y las corrientes en los bucles. Parece que estás entrando en territorio filosófico, preguntando "¿Cómo sabe la resistencia? ¿Cuál es el mecanismo?" Los sistemas físicos pueden llegar a la solución de las ecuaciones y sin una calculadora de bolsillo. ¿Cómo? Soy un aficionado, así que no puedo decir lo que pasa por la mente de un electrón. Tal vez un físico pueda.
@xorinzor No exactamente: los electrones se mueven aproximadamente a la velocidad de la luz, por lo que no hay exactamente un tiempo de "aceleración" o "calentamiento". Es más o menos 0 a "lleno" (lo que sea que esté lleno) instantáneamente. Dicho esto, pase lo que pase, si la corriente fluye a través de dos o más elementos conectados en serie , entonces esa corriente tiene el mismo valor para todos los elementos de ese circuito.
@JohnDoe Los electrones no se mueven en ningún lugar cercano a la velocidad de la luz, sino que se desplazan a un ritmo bastante pausado llamado velocidad de deriva. Sin embargo, las ondas electromagnéticas (que transportan información de voltaje y corriente a través de un circuito) sí se mueven a la velocidad de la luz.
@ pr871 Las ondas electromagnéticas tampoco se mueven a la velocidad de la luz. Se mueven alrededor de 2/3 c en un cable coaxial, por ejemplo.

No, no haría que la resistencia no tuviera sentido. Imagínese si la resistencia fuera tan grande que impidiera por completo el flujo de electrones. ¿Importa en qué lado del LED está encendido? De cualquier manera, romperá el circuito y evitará que fluya la corriente.

No piense en partículas individuales que viajan a través del circuito. El LED no "agota" las partículas cargadas. Lo atraviesan, y su movimiento es lo que lleva la energía de un lugar a otro.

Piense en todas las partículas que se mueven en todos los puntos del circuito a la vez, como un cinturón o una cadena. Si reduce la velocidad de la cadena en un punto, también disminuirá la velocidad en todos los demás puntos, debido a que los eslabones se empujan y tiran entre sí.

Leí Getting Started in Electronics cuando era niño, y creo que enseña ideas como esta deficientemente. Tuve que desaprender todo en la universidad y no lo recomiendo. Prueba esto en su lugar:

Prueba este circuito . Cuando ajusta la resistencia, ¿solo reduce la velocidad de las cargas antes de la resistencia o cambia la velocidad de todas las cargas en todo el circuito?

Me encanta la analogía de la "cadena" o el "eslabón". Me han dicho otras analogías, pero ninguna tan buena como esas.
Una manivela en un extremo de una cadena y una carga en el otro extremo. Cuando lo giras, toda la cadena se mueve, pero no se agota. La energía es transferida por los eslabones de la cadena tirando unos de otros, y este movimiento de tracción viaja muy rápidamente desde la fuente hasta la carga, incluso si los eslabones de la cadena se mueven lentamente. El único inconveniente de la analogía es que los enlaces solo tiran, no empujan la otra mitad del circuito. Las tuberías llenas de agua funcionan un poco mejor.
Algunas veces he usado tuberías llenas de agua, pero en esa analogía encuentro que la gente tiende a pensar que el agua "se va" tan pronto como sale por el final. Supongo que depende de con quién esté hablando y de lo que esté tratando de explicar para qué funciona mejor.
Un bucle de tubería, completamente lleno de agua, sin salidas. Una toma de corriente sería como una carga eléctrica saliendo del extremo de un cable, lo cual no ocurre. Si se corta la tubería, inmediatamente forma tapones para evitar que el agua se escape. :) Si bombeas agua en un punto del bucle, empuja y tira y hace que el agua en toda la tubería gire a la misma velocidad. Si usa un pistón para moverlo hacia adelante y hacia atrás, la energía viaja en ondas a la velocidad del sonido en el agua, mientras que el agua se mueve lentamente.
Esa miniaplicación de Circuit Simulator es increíble... jugué con ella durante 30 minutos ahora. :)
Perdón por hacer una pregunta en una publicación tan antigua, pero algo no me deja dormir. Entiendo la analogía de la cadena, pero sería cierto que la primera ráfaga de corriente muy alta aún podría destruir el led si es lo suficientemente grande, ¿no?
@Hannibal: ¿Por qué habría un estallido inicial de corriente? Imagínese aplicando suavemente el freno a la rueda de una bicicleta y luego comenzando a pedalear. ¿Hay un estallido repentino de velocidad en la cadena en algún punto?
@endolith Ahhh eso en realidad tiene mucho sentido. Pensé que habría una gran explosión inicial de energía, pero cuando lo pienso un poco más, tienes mucho sentido. Gracias por la respuesta y aclararme esto!!!!!! (Cinco altos)
@Hannibal tiene una pregunta interesante que muestra una falla potencial en la analogía de la tubería de agua, en la que pensamos que las tuberías comienzan vacías y luego se llenan de agua cuando se cierra el circuito. Esto parecería sugerir una explosión inicial de electrones de electricidad. Creo que la verdad es que el agua ya está en las tuberías, simplemente no se mueve, porque ya hay electrones en el cable; no puede tener menos electrones en el cable porque eso cambiaría la composición molecular del material (creo que )
@TomAuger dije que la tubería está completamente llena de agua
@endolith sí lo hiciste.
Mmm. Si reemplazamos el LED con un capacitor, ¿aún hace la diferencia? ¿Seguiría funcionando la analogía del eslabón de la cadena?
@ user148298 El análogo de agua todavía funciona, con el capacitor representado por un tanque dividido por la mitad por una lámina de goma. No estoy seguro de cuál sería la analogía del eslabón de la cadena de un condensador. Tal vez un engranaje que da cuerda a un resorte o algo así.
@ user148298 Sí, en realidad, un engranaje que enrolla un resorte tiene sentido. A medida que gira la manivela, se vuelve más y más difícil girar porque el resorte se enrolla con fuerza. Eventualmente, la presión de su brazo (voltaje de la fuente) se equilibra con la presión del resorte y ya no puede girar la cadena. El condensador está completamente cargado.
@endolith - Eso es interesante. Quizás necesitamos definir el mecanismo de resorte. Un resorte de torsión aplicaría fuerza en la dirección opuesta y debes seguir aplicando fuerza para mantener el equilibrio. En el caso de la corriente, una vez que el capacitor está lleno, el voltaje de la fuente no aumenta. Además, una vez que desconecta la fuente, el condensador todavía tiene corriente. Con una cadena, si la rompes, el resorte descargará la energía y hará que la cadena te dé una buena patada en el culo. Tal vez un resorte de trinquete con un límite pueda hacer el trabajo.
@ user148298 "aplicaría fuerza en la dirección opuesta y debe seguir aplicando fuerza para mantener el equilibrio" Sí, el voltaje ("fuerza") de la fuente y el voltaje del capacitor son iguales, por lo que no fluye más corriente. Los circuitos rotos suelen romper la analogía. Romper un circuito de agua requiere que las tuberías se tapen mágicamente al instante, por ejemplo.

Independientemente del lado en el que se coloque la resistencia, limita la cantidad de corriente que fluye a través del LED. Por lo general, es mucho más simple no pensar en lo que están haciendo los electrones y, en cambio, pensar en ello en el sentido de resistencia, corriente, voltaje y, a veces, potencia.

En el caso de un LED, si conecta una fuente de voltaje constante a través del LED, el LED actuará como una resistencia casi 0, lo que se basará en V = IR (o V / R = I), lo que dará como resultado una corriente muy grande. , lo que hace que el LED "salte".

Debe conectar una resistencia para establecer la corriente que espera su LED.

No es necesario que la resistencia esté del lado del ánodo, pero debe estar allí (a menos que el voltaje de la fuente de alimentación sea igual o menor que la caída de voltaje del LED).

Después de todo, si tiene una fuente de alimentación de 9 voltios y un LED que cae 2 voltios, entonces los otros 7 voltios deben caer en algún lugar.

Un LED no requiere una resistencia en el lado del ánodo o en el lado del cátodo. Necesita limitación de corriente de alguna manera, y una resistencia es una forma de hacerlo.

Otras formas de limitar la corriente:

  • usar una fuente de corriente en lugar de una fuente de voltaje
  • haga que la fuente de voltaje esté muy cerca del voltaje directo del LED, confiando en la resistencia intrínseca del LED para limitar la corriente a un nivel seguro
  • ajustar el ciclo de trabajo del voltaje de manera que el LED nunca tenga que disipar una cantidad destructiva de calor

Estas son soluciones complejas al problema limitante actual. La resistencia en serie suele ser (pero no siempre) la mejor solución.

Mira el libro de Forrest Mims III de nuevo. No afirma que las resistencias deban estar en el ánodo y tiene ejemplos donde están en el cátodo. En mi edición de 1988 del libro, la protección en serie para LED se presenta en la página 69:

CIRCUITO DE CONTROL DE LED: debido a que los LED dependen de la corriente, generalmente es necesario protegerlos de una corriente excesiva con una resistencia en serie. Algunos LED incluyen una resistencia en serie incorporada. La mayoría no .

Luego se proporciona una fórmula sobre cómo calcular la resistencia del voltaje de suministro y la corriente directa del LED. El diagrama adjunto tiene la resistencia en el ánodo, sin explicar que la elección es arbitraria.

Sin embargo, en la misma página, se presenta un dispositivo de "indicador de polaridad LED" en el que dos LED consecutivos comparten una resistencia que está necesariamente en el ánodo de uno y el cátodo del otro. En el "indicador de polaridad de tres estados", la resistencia de límite está en el lado de la fuente, en lugar del lado de tierra también.

Por lo general, es mejor en cierto sentido (si hay una opción) tener el dispositivo importante conectado a tierra y la parafernalia circundante, como resistencias de polarización, para estar en el lado del suministro.

En los circuitos de alta tensión, la elección entre la carga del lado de la alimentación o del lado de tierra es importante desde el punto de vista de la seguridad. Por ejemplo, ¿debería colocar el interruptor de luz en el lado caliente de la lámpara o en el neutral? Si cablea el interruptor para que la luz se apague interrumpiendo el retorno neutral, eso significa que el portalámparas de la bombilla está permanentemente conectado a caliente. Esto significa que si alguien apaga el interruptor antes de cambiar la bombilla, en realidad no es más seguro; el panel principal debe usarse para interrumpir la conexión activa al enchufe. En un circuito de batería, no hay tierra de seguridad: el terminal negativo se designa arbitrariamente como el retorno común y la palabra "tierra" se usa para ese común.

Si un dispositivo de carga está en el lado de tierra o en el lado de suministro también hace una diferencia si el voltaje del dispositivo se transmite a algún otro circuito donde se usa para algún propósito. Un LED de 1,2 V cuyo ánodo está conectado a 5 V proporcionará una lectura de 3,8 V del cátodo, si fluye corriente. Si el cátodo está conectado a tierra, entonces el ánodo proporcionará una lectura de 1,2 V. Entonces, la ubicación de la resistencia solo no importa si no existe tal situación en el circuito: no hay una tercera conexión a la unión entre la resistencia y el LED que tenga un efecto en algún otro circuito.

Si monitorear la corriente a través del LED es importante para usted, coloque la resistencia en el lado bajo. Así será más fácil medir la corriente en cada LED. Por "más fácil" quiero decir, fija una sonda del voltímetro a GND y usa la otra solo para leer los voltajes en las resistencias. Entonces la corriente a través del LED será:

yo L mi D = V R R yo L mi D : La corriente a través del LED V R : El voltaje en la resistencia R : Serie de resistencias con el LED

Si desea monitorear los voltajes en los LED, debe conectar los LED al lado bajo. Entonces, puede leer los voltajes fijando una de las sondas a GND.

SI no le importan los voltajes o las corrientes en/a través de los LED (por ejemplo, está trabajando con un circuito digital, o el LED es solo un indicador), entonces no importa de qué lado conecte los LED y el resistencias

Funcionalmente no importa. Los elementos (LED y resistencia de carga) están en serie, por lo que la corriente que fluye a través de ellos será la misma independientemente del orden en que estén conectados.

Dicho esto, si el LED funciona en el lado bajo, prefiero colocar la resistencia de carga de VDD al ánodo del LED. ¿Razón? Conectado de esta manera, si hay un cortocircuito a GND en el ánodo (de, por ejemplo, una sonda de alcance errante), entonces no apagará el LED. Por el contrario, si el ánodo del LED está conectado a VDD y la resistencia de carga al cátodo, el cortocircuito del cátodo del LED pone el suministro completo a través del LED, lo que produce un agradable ruido de estallido...

no tiene que ser de qué lado ánodo o cátodo ya que no tiene polaridad. Pero lo hago en el lado del ánodo para un solo LED y en el lado del cátodo en un LED en serie. Conexiones paralelas en el lado del cátodo.

No es porque no tenga polaridad. Otro diodo tiene polaridad y también se puede colocar en cualquier lado. Y las conexiones paralelas en el lado del cátodo tampoco son correctas: nuevamente, ambos lados están bien.
¿Por qué una resistencia debe estar en el ánodo de un LED?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 28v