Что делает калькулятор резистора для светодиода
Светодиоду нужен токоограничивающий резистор, включённый последовательно с ним. Без него LED, подключённый напрямую к источнику питания, потребляет слишком большой ток и почти мгновенно выходит из строя. Этот калькулятор подбирает правильный номинал резистора, который ставится последовательно со светодиодом, чтобы тот работал на своём номинальном токе без риска перегореть. Кроме того, инструмент показывает, какую мощность будет рассеивать резистор, — это поможет выбрать компонент с подходящей мощностью. Физика здесь универсальна: закон Ома работает одинаково в любой стране, поэтому калькулятор не привязан к какой-либо конкретной юрисдикции.
Три исходных параметра
- Напряжение питания (В) — напряжение источника, питающего схему: например, 5 В от шины USB, 9 В от батарейки или 12 В от бортовой сети автомобиля.
- Прямое напряжение светодиода (В) — падение напряжения на светодиоде в зажжённом состоянии. Зависит от цвета LED: примерно 1,8–2,2 В для красного и 3,0–3,4 В для синего/белого. Точное значение смотрите в даташите.
- Прямой ток светодиода (мА) — рабочий ток, на который вы рассчитываете. Для стандартных 5-мм светодиодов это обычно около 20 мА.
Формула
В основе расчёта лежит закон Ома. Резистор должен погасить разницу между напряжением питания и прямым напряжением светодиода, пропуская при этом выбранный ток:
$$R = \frac{\text{Напряжение питания (В)} - \text{Прямое напряжение (В)}}{\dfrac{\text{Прямой ток (мА)}}{1000}}$$ $$P = R \cdot \left(\frac{\text{Прямой ток (мА)}}{1000}\right)^{2}$$- Сопротивление (Ом) = (Напряжение питания − Прямое напряжение) ÷ (Прямой ток ÷ 1000)
- Мощность (Вт) = Сопротивление × (Прямой ток ÷ 1000)²
Ток делится на 1000, чтобы перевести миллиамперы в амперы перед расчётом.
Пример расчёта
Допустим, у вас есть батарейка на 9 В, красный светодиод с прямым напряжением 2 В, и вы хотите пропустить через него 20 мА.
- Сопротивление = \((9 - 2) \div (20 \div 1000) = 7 \div 0{,}02 = \) 350 Ом
- Мощность = \(350 \times (0{,}02)^{2} = 350 \times 0{,}0004 = \) 0,14 Вт
Поскольку 350 Ом — не стандартный номинал, возьмите ближайший больший из ряда (например, 360 Ом или 390 Ом), чтобы перестраховаться. Обычный резистор на 0,25 Вт (¼ ватта) с запасом справится с рассеиванием 0,14 Вт.
Часто задаваемые вопросы
Почему нужно округлять до следующего номинала вверх? Чуть большее сопротивление немного снижает ток, а это защищает светодиод. Округление вниз, наоборот, может поднять ток выше допустимого предела.
Что если напряжение питания меньше прямого напряжения? Результат окажется нулевым или отрицательным — это значит, что светодиод не загорится. Напряжение питания должно быть выше прямого напряжения LED.
Почему важна мощность резистора? Резистор рассеивает энергию в виде тепла. Если расчётная мощность превышает номинал резистора, он перегреется и может выйти из строя. Всегда выбирайте резистор с запасом по мощности относительно расчётного значения.
