Расчет резистора: Он-лайн калькуляторы для радиолюбителя

Содержание

Расчет резистора для светодиода, калькулятор расчёта сопротивления

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.

Содержание

  • 1. Онлайн калькулятор
  • 2. Основные параметры
  • 3. Особенности дешёвых ЛЕД

Онлайн калькулятор

Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление  в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.

Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.

Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла.  Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.

Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.

Основные параметры

Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД

Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.   Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло.  Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.

Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB  диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от  10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.

Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа  и зависит от назначения:

  • цвета синий, красный, зелёный, желтый;
  • трёхцветный RGB;
  • четырёхцветный RGBW;
  • двухцветный, теплый и холодный белый.

Особенности дешёвых ЛЕД

Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели  SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.

Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.

Китайские светодиодные лампы кукурузы

Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.

Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W

Чтобы сэкономить денежку, мои  светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.  Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором.  Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

где:

  • V — напряжение источника питания
  • VLED — напряжение падения на светодиоде
  • I – рабочий ток светодиода

 Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

Мы имеем:

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

  • источник питания: 12 вольт
  • напряжение светодиода: 2 вольта
  • рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома для участка цепи, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор  поможет вам найти нужный номинал резистора  для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем  десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

Сопротивление резистора  = (U – UF)/ IF 

  • U – источник питания;
  • UF – прямое напряжение светодиода;
  • IF – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание:   Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются  в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то  выберите ближайшее  бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то   возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Как рассчитать резисторы последовательно и параллельно – Kitronik Ltd

Резисторы серии

Когда резисторы соединены один за другим, это называется последовательным соединением. Это показано ниже. Чтобы рассчитать общее общее сопротивление нескольких резисторов, соединенных таким образом, нужно сложить отдельные сопротивления. Это делается по следующей формуле: Rобщ = R1 + R2 + R3 и так далее. Пример: Чтобы рассчитать общее сопротивление для этих трех последовательно соединенных резисторов.

Rобщ = R1 + R2 + R3 = 100 + 82 + 1 Ом = 183 Ом

Задача 1:

Вычислите общее сопротивление следующего резистора, включенного последовательно.

Всего  = _______________
 = _______________

Всего  = _______________
 = _______________

Всего  = _______________
 = _______________

Параллельные резисторы

Когда резисторы соединены друг с другом (бок о бок), это называется параллельным соединением. Это показано ниже.

Два резистора параллельно

Чтобы рассчитать общее общее сопротивление двух резисторов, соединенных таким образом, вы можете использовать следующую формулу:

Пример: Чтобы рассчитать общее сопротивление для этих двух резисторов, включенных параллельно.

Задача 2:

Рассчитайте общее сопротивление следующего резистора, включенного параллельно.

Три или более резистора, соединенных параллельно

Чтобы рассчитать общее сопротивление трех или более резисторов, соединенных таким образом, вы можете использовать следующую формулу: Пример: Чтобы рассчитать общее сопротивление этих трех резисторов, соединенных параллельно

Задача 3:

Рассчитайте общее сопротивление следующего резистора, включенного параллельно.

Ответы

Задача 1

1 = 1492 Ом 2 = 2242 Ом 3 = 4847 Ом

Задача 2

1 = 5 Ом 2 = 9,57 Ом 3 = 248,12 Ом

Задача 3

1 = 5,95 Ом 2 = 23,76 Ом   Скачать pdf-версию этой страницы здесь Узнать больше об авторе подробнее »

©Kitronik Ltd – Вы можете распечатать эту страницу и дать ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без Предварительное письменное согласие Китроника.

Предлагаемое Kitronik дополнительное обучение

Как работает делитель напряжения / делитель напряжения

Два или более резистора при последовательном соединении образуют цепь делителя потенциала. В этом руководстве объясняется, как они работают, и напряжение на них. В учебник включены принципиальные схемы, формулы, рабочие примеры и несколько вопросов для проверки вашего понимания.

Метки:

Электронные принципы, Понимание компонентов, Понимание принципов

Как рассчитать номинал резистора для светодиодов и светодиодных цепей

Следующее пошаговое руководство поможет вам найти правильное значение резистора (или резисторов) для одного или нескольких светодиодов и цепей светодиодных цепей для подключения к аккумулятору и источнику питания.

Если вы выберете эту тему, вы сможете:

  • Рассчитать номинал резисторов для различных схем светодиодов
  • Расчет прямого тока светодиодов
  • Расчет прямого напряжения для различных цепей светодиодов
  • Соедините светодиоды последовательно с помощью теста
  • Подключить светодиоды параллельно батарее
  • Подключение светодиодов в последовательно-параллельных комбинированных цепях

Обновление: Вы также можете использовать для этой цели Калькулятор светодиодных резисторов

Щелкните изображение, чтобы увеличить его.

Прежде чем перейти к подробностям, мы попробуем проехаться по приведенной ниже простой схеме, чтобы другие расчеты было легче понять.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Это самая простая схема серии светодиодов .

Здесь напряжение питания составляет 6 В, прямое напряжение светодиода (V F ) составляет 1,3 В, а прямой ток (I F ) составляет 10 мА.

Теперь значение резистора (который мы будем подключать последовательно со светодиодом) для этой схемы будет:

Значение резистора = (V питание – V F) / I F = (6 -1,3 ) / 10ma = 470 ω

РАСПРАВЛЕНИЕ ТОЧКА = 20MA

Оценка мощности резистора для этой схемы

Ом = 0,047 Вт = 47 мВт

Но Это минимальное значение резистора, необходимое для предотвращения перегрева резистора, поэтому рекомендуется удвоить расчетную номинальную мощность резистора, поэтому выберите резистор 0,047 Вт x 2 = 0,094 Вт = 94 мВт. для этой схемы. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 0,094 Вт = (94 мВт)

Также имейте в виду, что:

  • Слишком сложно найти точную номинальную мощность резисторов, которую вы рассчитали. Как правило, резисторы бывают 1/4 Вт, 1/2 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт и так далее. Поэтому выберите следующее более высокое значение номинальной мощности. Например, если вы рассчитали значение номинальной мощности резистора 0,789W = 789 мВт, тогда вы должны выбрать резистор 1 Вт.
  • Слишком сложно найти точное значение рассчитанных вами резисторов. Как правило, резисторы имеют стандартные значения. Если вы не можете найти точное значение резистора, которое вы вычислили, а затем выберите следующее значение резистора, которое вы вычислили. Например, если вычисленное значение составляет 313,5 Ом, вы должны использовать ближайшее стандартное значение, что составляет 330 Ом. если ближайшее значение недостаточно близко, то вы можете сделать это, соединив резисторы последовательно — параллельной конфигурацией.
  • I F = Прямой ток светодиода: Это величина максимального тока, который светодиод может потреблять непрерывно. Рекомендуется обеспечить 80% номинального прямого тока светодиода для длительного срока службы и стабильности. Например, если номинальный ток светодиода составляет 30 мА, то вы должны запустить этот светодиод на 24 мА. Значение тока сверх этого значения сократит срок службы светодиода или может начать дымить и гореть.
  • Если вы по-прежнему не можете определить прямой ток светодиода, примите его равным 20 мА, поскольку типичный светодиод работает при 20 мА.
  • В F = Прямое напряжение светодиода: Это прямое напряжение светодиода, т.е. падение напряжения при подаче номинального прямого тока. Вы можете найти эти данные на упаковках светодиодов, но они находятся где-то между 1,3 В и 3,5 В в зависимости от типа, цвета и яркости. Если вы все еще не можете найти прямое напряжение, просто подключите светодиод через 200 Ом с батареей 6 В. Теперь измерьте напряжение на светодиоде. Это будет 2В, и это прямое напряжение.

Формула для определения номинала резистора(ов) для последовательного соединения светодиодов:

Ниже приведена еще одна простая схема светодиодов (светодиодов, соединенных последовательно). В этой схеме мы соединили 6 светодиодов последовательно. Напряжение питания составляет 18 В, прямое напряжение (V F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I F ) составляет 20 мА каждый.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить0209 x Количество светодиодов)) / I F

Здесь общее прямое напряжение (В F ) 6 светодиодов = 2 x 6 = 12 В

и прямой ток (I F ) одинаковы (т.е. 20 мА)

( Примечание: это последовательная цепь, поэтому ток в последовательной цепи в каждой точке одинаков, а напряжения складываются) Теперь значение резистора (для последовательной цепи) будет:

= (В питание – (V F x количество светодиодов)) / I F = (18 – (2 x 6)) / 20 мА

= (18-12) / 20ma = 300 ω

Общее ток. 2 x Значение резистора = (20 мА) 2 x 300 Ом = 0,12 = 120 мВт

Но рассчитанного вами резистора, поэтому для этой схемы выберите резистор 0,12 Вт x 2 = 0,24 Вт = 240 мВт. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 0,24 Вт = (240 мВт)

Формула для определения номинала резистора(ов) для параллельного соединения светодиодов (с общим резистором):

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

В этой схеме мы подключили светодиоды параллельно с общим резистором. Напряжение питания составляет 18 В, прямое напряжение (V F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I F ) составляет 20 мА каждый.

Сопротивление резистора (светодиоды подключены параллельно с общим резистором) = (питание V – V F) / (I F x количество светодиодов)

Здесь общий прямой ток (I F ) 4 светодиодов = 20 мА x 4 = 0,08 А, а прямое напряжение (V F ) одинаково (т. е. 2 В)

( Примечание: это параллельная цепь, поэтому напряжение параллельной цепи одинаково в каждой точке, а токи складываются).

Теперь значение резистора (для параллельной цепи с общим резистором) будет:

= (V питание – V F) / (I F x Количество светодиодов)

= (18 – 2) / 0,08

= 200 Ом

Общий потребляемый ток = 20 мА x 4 = 80 мА

Номинальная мощность резистора = I F 2 x Значение резистора = (20 мА) 2 x 200 Ом = 0,08 Вт = 80 мВт

Но Рекомендуется удвоить расчетную номинальную мощность резистора, поэтому для этой схемы выберите резистор 1,28 Вт x 2 = 2,56 Вт. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 2,56 Вт (280 мВт)

Формула для определения номинала резистора(ов) для параллельного соединения светодиодов (с отдельным резистором)

Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

Это еще один способ параллельного соединения светодиодов с отдельными резисторами. В этой схеме мы подключили 4 светодиода параллельно с отдельными резисторами. Напряжение питания составляет 9 В, прямое напряжение (V F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I F ) составляет 20 мА каждый.

Значение резистора (светодиоды подключены параллельно с отдельным резистором) = (В питания – В F )/ I F Здесь общее прямое напряжение (В F ) светодиодов = 2 и прямой ток (I F ) 20 мА (т.е. 20 мА)

( Примечание: это параллельная цепь, но мы находим значение резистора для каждой секции, а не для всей цепи. Таким образом, в каждой секции цепь становится последовательной (см. формулу последовательной цепи или 1 st простая схема выше, вы обнаружите, что они одинаковы)

Теперь значение резистора (для параллельной цепи с отдельными резисторами) будет:

= (V питание – V F )/ I F = (9 – 2) / 20 мА = 350 Ом

Общий потребляемый ток = 20 мА x 4 = 80 мА (это параллельная цепь, поэтому токи складываются)

Номинальная мощность резистора = I F 2 x Значение резистора = (20 мА) 2 x 350 Ом = 0,14 = 140 мВт

Но это минимально необходимое значение резистора, чтобы гарантировать, что резистор не будет перегреваться, поэтому рекомендуется удвоить расчетную номинальную мощность резистора, поэтому выберите 0,14 W x 2 = 0,28 Вт = резистор 280 мВт для этой схемы.