Điện trở hạn dòng cho LED là gì?
LED là linh kiện hoạt động theo dòng điện và sẽ hút một lượng dòng đủ lớn để tự phá hủy nếu nối thẳng vào nguồn có điện áp cao hơn điện áp thuận của nó. Một điện trở mắc nối tiếp sẽ giới hạn dòng điện đó về mức an toàn. Công cụ này tính ra giá trị điện trở phù hợp và công suất mà điện trở phải chịu được, dựa trên Định luật Ohm.
Cách sử dụng
Nhập điện áp nguồn (ví dụ 5 V từ cổng USB), điện áp thuận của LED (thường 1,8–2,2 V với LED đỏ, 3,0–3,4 V với LED xanh dương/trắng — hãy xem datasheet để chắc chắn), và dòng điện mong muốn qua LED tính bằng miliampe (20 mA là mức phổ biến cho LED 5 mm thông thường). Công cụ sẽ trả về giá trị điện trở cần dùng theo đơn vị ohm, điện áp rơi trên điện trở và công suất tối thiểu của điện trở.
Giải thích công thức
Điện trở phải gánh phần điện áp chênh lệch giữa nguồn và LED, tức là \(V_{\text{nguồn}} - V_{\text{thuận}}\). Theo Định luật Ohm,
$$R = \frac{V_{\text{nguồn}} - V_{\text{thuận}}}{I_{\text{LED}}}$$trong đó dòng điện được đổi từ mA sang ampe. Công suất tiêu tán trên điện trở là \(P = V_{\text{rơi}} \times I\). Hãy luôn chọn điện trở có công suất cao hơn giá trị này một cách thoải mái (ví dụ gấp đôi).
Ví dụ minh họa
Với nguồn 5 V, một LED đỏ có điện áp thuận 2 V và dòng mục tiêu 20 mA:
$$R = \frac{5 - 2}{0{,}02} = \frac{3}{0{,}02} = 150 \ \Omega$$Công suất \(= 3 \times 0{,}02 = 0{,}06 \ \text{W}\), nên một điện trở 1/8 W hoặc 1/4 W thông dụng là quá đủ. Hãy chọn giá trị chuẩn gần nhất, ví dụ 150 Ω, hoặc 180 Ω để có thêm biên độ an toàn.
Câu hỏi thường gặp
Nên dùng dòng điện bao nhiêu? 20 mA là mức điển hình cho LED báo hiệu, nhưng nhiều LED hiện đại đã sáng rõ ở 2–10 mA. Dòng thấp hơn giúp tiết kiệm điện và kéo dài tuổi thọ LED.
Nếu kết quả không phải giá trị chuẩn thì sao? Hãy làm tròn lên giá trị điện trở chuẩn kế tiếp (dãy E12/E24). Điện trở lớn hơn đồng nghĩa dòng nhỏ hơn một chút, LED hơi tối hơn nhưng an toàn hơn.
Có dùng được cho nhiều LED không? Với các LED mắc nối tiếp, hãy cộng các điện áp thuận lại. Với các LED mắc song song, nên cho mỗi LED một điện trở riêng để dòng được chia đều và ổn định.
