Расчет резисторов для светодиодов. Расчет сопротивления по мощности

Маленькие хитрости. Часть 4. - КульбакиМастер.ru

 

 

Каждый уважающий себя радио-мастер обязан знать формулы для расчета различных электрических величин. Ведь при ремонте электронных устройств или сборке электронных самоделок очень часто приходится проводить подобные расчеты. Не зная таких формул очень сложно и трудоемко,  а порой и невозможно справиться с подобного рода задачей!

Как рассчитать емкость конденсатора, как рассчитать сопротивление резистора или узнать мощность устройства – в этом помогут формулы для радиолюбительских расчетов.

Первое, что нужно усвоить – ВСЕ ВЕЛЕЧИНЫ В ФОРМУЛАХ УКАЗЫВАЮТЬСЯ В АМПЕРАХ, ВОЛЬТАХ, ОМАХ, МЕТРАХ И КИЛОГЕРЦАХ.

 

Закон Ома.

Известный из школьного курса  физики ЗАКОН ОМА. На нем строится большинство расчетов в радиоэлектронике.  Закон Ома выражается в трех формулах:

 

Где: I – сила тока (А),  U – напряжение (В),  R– сопротивление,  имеющееся в цепи (Ом).

Теперь рассмотрим на практике применение формул в радиолюбительских расчетах.

Как рассчитать сопротивление гасящего резистора.

Сопротивление гасящего резистора рассчитывают по формуле:  R=U/I

Где:  U – излишек напряжения, который необходимо погасить (В),  I – ток потребляемый цепью или устройством (А).

Как рассчитать мощность гасящего резистора.

Расчет мощности гасящего резистора проводят по формуле:  P=I2R

Где I – ток потребляемый цепью или устройством (А), R– сопротивление резистора (Ом).

 

Как рассчитать напряжение падения на сопротивлении.

Напряжение падения на сопротивлении можно рассчитать  по формуле:  Uпад.=RI

Где R– сопротивление гасящего резистора (Ом), I– ток потребляемый устройством или цепью (А).

 

Как рассчитать ток потребляемый устройством  или цепью.

Рассчитать ток потребляемый устройством или цепью можно по формуле:  I=P/U

Где P– мощность устройства (Вт), U– напряжение питания устройства (В).

 

Как рассчитать мощность устройства в Вт.

Рассчитать мощность устройства в Вт. можно по формуле:   P=IU

Где I– ток потребляемый устройством (А), U– напряжение питания устройства (В).

 

Как рассчитать длину радиоволны.

Рассчитать длину радиоволны можно по формуле:  ƛ=300000/ƒ

Где  ƒ-частота в килогерцах, ƛ- длинна волны в метрах.

 

 

Как рассчитать частоту радиосигнала.

Частоту радиосигнала можно рассчитать по формуле:  ƒ=300000/ƛ

Где ƛ- длинна волны в метрах, ƒ – частота в килогерцах.

 

 

Как рассчитать номинальную выходную мощность звуковой частоты.

 

Рассчитать номинальную выходную мощность звуковоспроизводящего устройства (усилитель, проигрыватель и т.п.) можно по формуле:   P=U2вых./ Rном.

Где U2 – напряжение звуковой частоты на нагрузке, R– номинальное сопротивление нагрузки.

 

 

И в завершении еще несколько формул.  По этим формулам, ведут расчет сопротивления и емкости резисторов и конденсаторов в тех случаях,  когда возникает необходимость в параллельном или последовательном их соединении.

 

Как рассчитать сопротивление двух параллельно включенных резисторов.

Расчет соединенных параллельно двух резисторов производят по формуле:  R=R1R2/(R1+R2)

Где R1 и R2  - сопротивление первого и второго резистора соответственно (Ом).

 

Как рассчитать сопротивление более двух включенных параллельно резисторов.

Расчет сопротивления включенных параллельно более чем двух резисторов проводят по формуле:  1/R=1/R1+1/R2+1/Rn…

Где R1, R2, Rn… - сопротивление первого, второго и последующих резисторов соответственно (Ом).

 

Как рассчитать емкость включенных параллельно двух или более конденсаторов.

Расчет емкости соединенных  параллельно нескольких конденсаторов проводят по формуле:  C=C1+ C2+Cn…

Где C1 , C2 и Cn– емкость первого, второго и последующих конденсаторов соответственно (мФ).

 

Как рассчитать емкость включенных  последовательно двух конденсаторов.

Расчет емкости двух соединенных  последовательно конденсаторов проводят по формуле:  C=C1 C2/C1+C2

Где C1 и C2 – емкость первого и второго конденсаторов соответственно (мФ).

 

Как рассчитать емкость включенных последовательно более чем двух конденсаторов.

Расчет емкости включенных последовательно более чем двух конденсаторов проводят по формуле:  1/C=1/C1+1/C2+1/Cn…

Где C1, C2 и Cn… - емкость первого, второго и последующих конденсаторов (мФ).

 

 

Читать далее : "Маленькие хитрости". Часть 1 .

                                   "Маленькие хитрости". Часть 2.

                                   "Маленькие хитрости". Часть 3. 

 

 .

Если у Вас возникли вопросы по данному материалу, посетите наш  ФОРУМ радиолюбителей и задайте вопрос.

 

.

   НА ГЛАВНУЮ      в раздел СЕКРЕТЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ .

kulbakimaster.ru

Расчет резисторов для светодиодов и его сопротивление

Светодиоды все чаще используются нами в различных сферах. Они представляют собой полупроводниковый прибор, превращающий электрический ток в световое излучение.

Для получения света с их помощью, не надо применять специальные дополнительные преобразователи. Достаточно подать на него электрический ток. В этом моменте часто проблемы. Они чувствительны к большим скачкам тока, которые наблюдаются при включении.

Для защиты от таких скачков, в цепь включают специально подобранные резисторы.

Резисторы по праву считаются самыми распространенными радиоэлементами. Главная их характеристика состоит в сопротивлении, в двух словах, они препятствуют протеканию электрического тока.

Резисторы считаются пассивными элементами электрической цепи. Они могут быть постоянными, т.е. такими сопротивлениями, у которых протекание тока остается неизменным. И переменными, где величину сопротивления можно регулировать от 0 до его максимального значения. Их используют как токоограничительные элементы, делители напряжения, шунты для измерительных приборов, и тому подобное.

Основной параметр резистора — это его сопротивление. Сопротивление — это его свойство препятствовать протеканию электрического тока. Измеряемой характеристикой величины сопротивления есть Ом.

Расчет сопротивления для светодиодов

Как произвести расчет:

Для провидения расчета понадобится знать точные параметры светодиода и источника напряжения. Их можно прочитать в паспортных данных, или найти в интернете. По источнику питания нам понадобятся данные выходного напряжения.

По светодиоду, его номинальное напряжение и рабочий ток.

Возьмем, к примеру, простейшую схему на рисунке выше. У нас источник питания Uи = 12В, напряжение на светодиоде Uvd= 2В, номинальный рабочий ток светодиода будет Ivd = 0,02А, в справочнике эта величина может быть показана как 2мА.

Найдем падения напряжения на резисторе.

Для этого, отнимем от напряжения источника питания, падения на светодиоде:

• Ur= Uи – Uvd = 12 – 2 = 10В;

У нас выходит падение напряжения на резисторе 10 вольт.

Используя формулу закона Ома, найдем величину необходимого сопротивления цепи:

• R=U/I = 10/0.02 = 500 Ом.

Подставив в формулу значение напряжения и тока, мы получили величину сопротивления. После этого, находим по справочным таблицам, ближайшее стандартное значение. Если нет точного значения, лучше взять с небольшим запасом в большую сторону.

Расчет онлайн

Для расчета на онлайн-калькуляторе понадобятся все те же данные, что и для расчетов в ручном режиме. Это: напряжение источника питания, номинальный прямой ток и напряжение, количество светодиодов, и их схема подключения.

Ниже приведены ссылки на несколько источников с онлайн-калькуляторами:

1. http://forum220.ru/calc-res-led.php. На странице этого калькулятора вам подскажут, как можно найти номинальное прямое напряжение светодиода по цвету его света, если данные об этом отсутствуют.
2. http://cxem.net/calc/ledcalc.php. Этот калькулятор не только рассчитает вам значения сопротивления, но и предложит схему подключения. Это будет удобно в случае большого количества светодиодов.
3. http://h-t-f.ru/calk/online-calculator-for-resistor-leds. Калькулятор учитывает особенности соединения.

Принцип работы и область применения

Резисторы разной мощности

Принцип работы резистора построен на рассеивании мощности. Номинальной мощностью рассеивания является та мощность, которую резистор может рассеять не повреждаясь. Единица мощности — ватты.

Рассматривая роль резистора с точки зрения электротехники, мощность можно определить по формуле: Р=I ² * R, где P – мощность, I – значение силы тока, R – сопротивление резистора.

Резисторы являются важными элементами электрической цепи, главная их функция — это сопротивление протеканию электрического тока. Этим он способствует стабилизации и ограничении силы тока протекающей по цепи. Его часто используют в качестве балластного резистора, чтобы иметь возможность регулировать напряжение в цепи.

Резисторы, в том числе балластные, используются для поглощения некоторой части напряжения, выравнивают силы тока в различных участках цепи. Тем самым, они поддерживают стабильность напряжения.

Этот принцип используют в резисторах для светодиодов. Светодиоды чувствительны к большим скачкам тока, которые могут возникнуть при их включении, они могут привести их негодность. Включенный последовательно с ним токоограничивающий резистор, уменьшит ток до приемлемой величины.

Подключение и пайка

Светодиоды — это полупроводниковые приборы, при их подключении необходимо соблюдать полярность. При неправильном подключении они работать не будут, и довольно часто выходят со строя.

Анод имеет полярность +, катод соответственно -. Обычно, ножка катода немного меньше по длине. Часто, катод можно опознать по более толстой ножке внутри прибора. В любом случае, данные по контактам можно найти в справочной литературе.

Диоды также боятся перегрева во время пайки. Для пайки нельзя использовать мощные паяльники, лучше использовать приборы мощностью до 100 Вт.

Также, можно в качестве вспомогательных средств для охлаждения использовать пинцет. Он отведет часть тепла. Вместо пинцета, можно использовать и другие металлические инструменты.

Паяльник перед пайкой надо разогреть до его максимальной температуры. Было бы хорошо, чтобы его температура была в пределах 250-280 градусов Цельсия.

Сам процесс пайки одной ножки не должен превышать 4-5 секунд. При этом времени, прибор не успеет перегреться.

При монтаже светодиода на месте установки, старайтесь, чтобы контакты ближе к корпусу, оставались параллельны, как при выходе из производства. Изгибайте контакты небольшими радиусами, уступив подальше от корпуса. Собирайте их на твердом плоском материале. Предварительно, подготовьте отверстия для ножек светодиодов с помощью дрели.

Подбирая источник питания, следует помнить: чем больше разница рабочего напряжения светодиода и источника питания, тем меньше они будут подвержены влиянию скачков напряжения блока питания. Не забывайте устанавливать предохранители.

Если у вас безвыходные SMD светодиоды, у них вместо ножек для пайки контактные площадки. Эти площадки расположены на нижней части их корпуса. Паяют их маломощными паяльниками не более 15 ВТ.

Часто, для этой работы применяют специальное жало. Оно имеет разветвление на рабочем конце. Народные умельцы вместо специального жала наматывают тонкий медный провод на стандартное жало. Оптимальный диаметр такого провода 1 мм.

Легче всего проверить светодиоды с помощью тестера. Проверяется он как обычный диод. Его надо включить в прямом положении, чтобы между анодом и катодом пошло положительное напряжение. Многие современные цифровые приборы имеют встроенную возможность проверки диодов. Главное при проверке — соблюдать полярность.

househill.ru

РАСЧЕТ РЕЗИСТОРА И ЕГО МОЩНОСТИ ДЛЯ ОДНОГО СВЕТОДИОДА - Теоретические материалы - Теория

Еще из школьной физики известен "Закон Ома". В школе учились все, поэтому, наверняка, это должен знать каждый, или, по крайней мере, помнить такое словосочетание. Так же, потребуется формула расчета мощности. Вот, оперируя этими двумя формулами, можно подобрать нужный резистор для подключения светодиода к 12В. Да и не только к 12В, к любому напряжению.         Пример:В качестве примера, возьмем светодиод L-132XYD. Его параметры: Ток = 10мA, напряжение = 2,5В. Его требуется подключить к автомобильному аккумулятору, в котором напряжение, в среднем, 13В. Помимо двух, изложенных выше, формул, следует так же знать, что еще существует, так называемый коэффициент надежности светодиода (видел на каком-то сайте, а потом, несколько знакомых сказали, что такая вещь действительно существует). Он равен 0,75. На этот коэффициент следует умножать ток потребления самого светодиода.И так, по закону Ома, если сила тока (I) прямо пропорциональна напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению (R), то, отсюда следует, что, искомое сопротивление (R) будет равняться отношению напряжения (U) к силе тока (I). Получилась формула расчета сопротивления (R). Теперь, в эту формулу следует добавить коэффициент надежности (0,75) и умножить его на ток (I):       Так же, существует понятие, как падение напряжения на светодиоде. Проще говоря, это напряжение светодиода, которое, в нашем случае, равняется 2,5В. Это нужно знать для того, чтобы правильно рассчитать напряжение, которое следует понизить. Т.е., Uформ. (напряжение, которое надо вставить в формулу) равняется разнице Uсущ. (существующее напряжение, к которому надо подсоединить светодиод, в нашем случае 13В) и Uпад. (падение напряжения на светодиоде, в данном случае 2,5В).Так как сила тока измеряется в амперах (А), а ток светодиода дан в миллиамперах (мА), то следует перевести ток светодиода из миллиампер в амперы (А). Так как 1А=1000мА, то, 10мА=0,01А. Вот эту величину и следует вставлять в формулу.Теперь, зная все, что нужно, можно рассчитать требуемый номинал резистора по следующей формуле:         Теперь, в уже готовую формулу, надо вставить нужные значения:         И так, номинал резистора известен, но, если, не удается найти именно такой резистор, то следует взять резистор с одним из стандартных значений, близкому к расчетному, но, тогда, только больше. В данном случае, можно использовать резистор в 1,5кОм, т.е. 1500Ом. Если номинал будет меньше расчетного, например 1,2кОм, то срок службы светодиода может заметно сократиться. Разница в 100-200Ом, на яркости светодиода, практически не скажется, по крайней мере, заметить ее будет очень сложно.Так как сопротивление резистора нам уже известно, пора рассчитать его мощность. Дело в том, что у резистора, как я уже упоминал выше, есть, так же, такой параметр, как мощность. Есть несколько стандартных значений мощности резистора: 0,125Вт, 0,25Вт, 0,5Вт, 1Вт, 2Вт, 3Вт. Чем больше мощность резистора, тем он толще. Если поставить в цепь резистор с мощностью меньшей, чем через него проходит, то он начнет очень сильно нагреваться и, в конце концов, просто сгорит, потребуется его замена. Чтобы этого избежать, надо заранее определиться с мощностью нужного резистора. Считается это очень легко, по приведенной ниже формуле. Значения которые нужно знать - это ток светодиода (в нашем случае 0,01А), существующее напряжение (у нас 13В) и напряжение падения (2,5В).         Полученное значение очень близкое к стандартному 0,125Вт, это самое "слабое" стандартное значение. Чем больше мощностные характеристики рассчитанного резистора, тем меньше он будет нагреваться.  Итак, с помощью нехитрых расчетов, мы вычислили, что для подключения светодиода L-132XYD (10мА; 2,5В) к автомобильной электросети, потребуется резистор номиналом 1,5кОм и мощностью 0,125Вт.         ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СВЕТОДИОДОВ           При последовательном соединении, в принципе, особо не меняется ничего. Ток в цепи останется постоянным, а напряжение будет падать на каждом из светодиодов.Для примера, можно взять все тот же светодиод L-132XYD (10мА; 2,5В), только не один, а, допустим три. А подключить их можно все к тому же автомобильному аккумулятору. Формулы расчета резистора и его мощности те же. Разница будет только в расчете напряжения.     Uпад.1,Uпад.2, Uпад.3 - это падение напряжение на каждом светодиоде. Как я уже говорил, ток, в последовательной цепи, не изменяется. А раз это так, то можно сразу посчитать искомый резистор. Для данной задачи, берем выше приведенные цифры:     Номинал резистора подбирается из стандартных точно также, как и в предыдущем случае, ближайший = 750Ом.Мощность резистора рассчитывается по аналогии:     Мощность, в данном случае, получилась маленькая, поэтому подойдет любой резистор.  ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ СВЕТОДИОДОВ       На картинке показано два изображения. Одно перечеркнуто красной чертой - это не правильный метод подключения.  Другой в зелёной рамке - это правильный метод подключения.Первый способ, настоятельно не рекомендуется к использованию, т.к. номиналы двух и более светодиодов, с очень малой долей вероятности, будут абсолютно идентичные. А следовательно, через каждый из светодиодов будет проходить ток отличный от того, который нужен. Такие действия могут вывести светодиод из строя раньше времени.Приведенный, на этой же картинке, второй способ является абсолютно верным. Его использование сводится к подключению одного светодиода, которое описано в начале этой статьи "Расчет резистора и его мощности для одного светодиода".

cxema.my1.ru

---

• 
  Когда включат тепло в московской области
• 
  Освещение мансардного этажа
• 
  Когда начнется в этом году отопительный сезон
• 
  Энергосбережения закон
• 
  Нрп расшифровка
• 
  Пульт для включения света
• 
  Магнитной плиты устройство
• 
  Или логический элемент
• 
  Виды электропроводности
• 
  Мощность диода
• 
  Почему щетки на электродвигателе сильно искрят