Ayer estaba tratando de averiguar cuántos ohmios de resistencia debo usar para mi LED, y encontré esta publicación aquí mismo en el foro.
La fórmula establece que se debe restar la caída de voltaje del LED de Vcc y luego dividirla por la corriente objetivo (A); en el ejemplo, se debe usar una resistencia de (5-3.4)/0.005 = 320 ohmios.
Mi pregunta es la siguiente: ¿por qué la resistencia no se calcula con 5V completos sino solo con una fracción? Supongamos que la resistencia de todo el circuito estaría en el nivel más bajo de 320 ohmios si el LED es de 0 ohmios, y si utilizo la Ley de Ohm en este circuito: 5/320 = 0,015625 (A), que está muy lejos de la corriente objetivo que esperaba. para.
Es como un misterio para mí, y espero que alguien realmente me lo pueda explicar.
EDITAR: otra forma de decirlo: si uno imagina que la carga útil de una caja negra consume 5 V, para suministrar 5 mA a través del circuito, la caja negra debe ser 5/0.005 = 1000 ohmios. Y sé que la caja negra está compuesta por 2 componentes: el LED y la resistencia, y la suma de sus resistencias debe ser de 1000 ohmios. Sea R de LED x, y R de resistencia es y, tienen la relación x+y = 1000. Eso significa que cualquiera que sea la resistencia que le ponga, la R de LED cambia automáticamente a un valor adecuado, por lo que su suma es 1000, es eso es posible?
¿No es necesario conocer la resistencia del LED, o la resistencia del LED es realmente dinámica?
Todos los LED se pueden modelar como diodos zener con un voltaje directo específico de color/sustrato Vf y una serie resistiva Rs, donde se combinan ambos para dar el Vf a la corriente nominal. Rs tiende a ser pequeño, por lo que puede ignorarlo para aproximaciones de agregar resistencias en serie limitadoras de corriente. (vea abajo)
Por lo tanto, la corriente no es lineal y es proporcional a la diferencia de voltaje entre el suministro y la caída de Vf en la corriente deseada.
Las baterías con baja variación de voltaje son ideales, como las celdas primarias de litio. La mayoría de las linternas blancas que usan 3V por LED las usan sin resistencias en serie ya que la celda Li también es de 3V. Sin embargo, pueden especificar un contenedor ordenado de LED para lograr esto.
Mi regla general es encadenar matrices de LED de manera que la diferencia de voltaje sea de ~ 1 V para la resistencia limitadora de corriente para un regulador fijo. Si el rango de suministro es amplio, por ejemplo, 10 ~ 15 V, lo mejor es un circuito de sumidero de corriente constante.
Información adicional
Para obtener más precisión en un rango más amplio de corrientes, puede determinar el valor Rs de las hojas de especificaciones para una temperatura determinada. El voltaje directo Vf también es una función de la temperatura que afecta ligeramente los resultados. Las Rs de los LED son mucho más bajas que las Rs dinámicas de los Zeners que usan uniones de silicio.
Porque no todo el voltaje de 5V cae a través de la resistencia. Algo cae sobre el LED... si usaron 3,4 V en el ejemplo, debe haber sido un LED azul o blanco... dejando solo 1,6 V en la resistencia.
Coloque un LED rojo allí (que baja 1,7 V) y dejaría 3,3 V en la resistencia. Entonces, ¿qué resistencia necesitarías para obtener 5ma ahora?
La ley de la corriente de Kirkhoff nos dice que la corriente a través de los dispositivos en serie es la misma en todos los dispositivos. Cualquier corriente que fluya a través de la resistencia es la misma corriente que fluye a través del diodo. Por lo tanto, solo necesitamos determinar la corriente a través de la resistencia, lo que también nos dice cuál es la corriente a través del diodo.
Dado que el voltaje a través de la resistencia es, de hecho, aproximadamente la tensión de alimentación menos la caída de tensión del diodo, y estamos aplicando la ley de Ohm a la resistencia, tenemos que usar esa tensión.
No podemos usar el voltaje de suministro completo presente tanto en la resistencia como en el diodo para calcular la corriente solo en la resistencia.
En realidad, tal vez podamos. Hay situaciones en las que puede obtener una aproximación útil suponiendo que la caída de tensión en la unión de un diodo es cero. Supongamos que el voltaje de suministro es bastante alto, como 30V. Si pretendes que un diodo no pierde voltaje cuando conduce, es decir, cae 0V en lugar de 1,2V o lo que sea, el error en el cálculo es del 4%. Ahora considere que algunos componentes tienen tolerancias de hasta un 5%. En algunos circuitos, es suficiente usar un modelo de diodo como una válvula unidireccional simple. Esa es la primera aproximación. Por ejemplo, cuando construimos un puente rectificador de onda completa en una fuente de alimentación, no siempre pensamos mucho en la caída de voltaje de los diodos. La segunda aproximación del diodo es modelarlo como una válvula unidireccional con un voltaje compensado (como 0,7 para un diodo de silicio). Eso cubre la mayoría de los escenarios restantes que ocurren. Luego, el siguiente modelo es algo más exacto, que modela la curva de voltaje-corriente del diodo, las corrientes de fuga y demás.
Pero hay una diferencia entre cometer un error y hacer una elección justificada de modelo.
pjc50