חישוב ההתנגדות של דיודות מקבילות. חישוב נגדים עבור LED, נוסחאות ומחשבון. הנוסחה לחישוב ההתנגדות של מחשבון נגד נגד

במעגלים עם נוריות, הם משמשים בהכרח להגבלה. הם מגנים מפני שחיקה וכישלון מוקדם של אלמנטי LED. הבעיה העיקרית טמונה בבחירה המדויקת של הפרמטרים הדרושים, לכן, המחשבון לחישוב ההתנגדות עבור נוריות הוא מאוד פופולרי בקרב מומחים. כדי לקבל את התוצאות המדויקות ביותר, תזדקק לנתונים על המתח של מקור הכוח, על המתח קדימה של הנורית עצמה והזרם הנקוב שלה, כמו גם את דיאגרמת החיבור ומספר האלמנטים.

כיצד לחשב את ההתנגדות של נגדים מגבילי זרם

במקרה הפשוט ביותר, כאשר הנתונים הראשוניים הדרושים אינם זמינים, ניתן לקבוע את המתח קדימה של הנוריות בדייקנות גבוהה לפי צבע הזוהר. נתונים אופייניים על תופעה פיזיקלית זו מסוכמים בטבלה.

לדים רבים יש זרם נקוב של 20mA. ישנם סוגים נוספים של אלמנטים בהם פרמטר זה יכול להגיע לערך של 150 mA ומעלה. לכן, על מנת לקבוע במדויק את הזרם המדורג, נתונים על מפרט טכנילד. אם המידע הדרוש נעדר לחלוטין, הזרם הנומינלי של האלמנט נלקח באופן מותנה כ-10 mA, והמתח קדימה הוא 1.5-2 וולט.

מספר הנגדים המגבילים זרם תלוי ישירות בסכימת החיבור של אלמנטים מוליכים למחצה. לדוגמה, אם משתמשים בו, ניתן לוותר לחלוטין על נגד אחד, שכן חוזק הזרם בכל הנקודות יהיה זהה.

במקרה של חיבור מקבילי, נגד מרווה אחד כבר לא יספיק. זאת בשל העובדה שהמאפיינים של נוריות לא יכולים להיות זהים לחלוטין. לכולם יש התנגדויות משלהם ואותה צריכת זרם שונה. כלומר, אלמנט בעל התנגדות מינימלית צורך יותר זרם ועלול להיכשל בטרם עת.

לכן, אם לפחות אחת מהנוריות המחוברות במקביל נכשל, הדבר יוביל למתח מוגבר, שעבורו שאר האלמנטים אינם מיועדים. כתוצאה מכך, גם הם יפסיקו לעבוד. לכן, כאשר מחוברים במקביל, לכל LED יש נגד משלה.

כל התכונות הללו נלקחות בחשבון במחשבון המקוון. החישובים מבוססים על הנוסחה לקביעת ההתנגדות: R \u003d Uexting / ILED. בתורו, Uextinguishing = Usupply - ULED.

תוצאת החישוב תהיה ערך מדויקערך הנגד וערך טיפוסי של ערך המפעל של הנגד הקרוב אליו.
נוריות LED זכו בצדק להכרה של נהגים, מכיוון שהן נותנות שטף אור רב עוצמה עם צריכה מועטה (בהשוואה למנורות ליבון רגילות לרכב), וגם מספקות מבחר רחב של צבעים וממדים זוהרים. לעתים קרובות, חובבים בתהליך של המרת מנורות ליבון שרופים ל-LED מתמודדים עם השאלה: כיצד לחבר את ה-LED לרשת המשולבת של המכונית(לרכב נוסעים 12 וולט, למשאית 24 וולט) או אופנוע (6-12 וולט)? אחרי הכל על ידי חיבור ישיר תצרוב אותו מיד. במאמר זה אספר כיצד לחבר נכון נורית LED אחת או יותר למקור מתח. תוכלו לגלות מדוע הלדים זקוקים לנגד ותוכלו לחשב את ערכו באמצעות המחשבון המקוון שלנו.

כיצד לחבר נכון את ה-LED לרשת המשולבת.

כדי שהנורית תפעל כראוי, יש צורך להגביל את הזרם הזורם דרכה. לשם כך, הנורית מחוברת לרשת המשולבת בסדרה עם נגד מגביל זרם. הצורך בהגבלת זרם מוצדק על ידי התלות של חיי השירות של LED בזרם העובר, ככל שהוא גבוה יותר, חיי השירות קצרים יותר. אבל יש לציין שהתלות הזו היא לא ליניארית ואם חריגה מסף מומלץ מסוים (ראה גיליון הנתונים של הדגם שלך), הדיודה נכשלת.

באיור מוצגות מספר אפשרויות להדלקת נוריות עם נגדים, וכן מציינים איזה מהתכלילים אופטימליים, אילו נכונים אך פחות אופטימליים מבחינת צריכת החשמל, ואיזה שגוי ויביא להפחתה משמעותית של חיי הנוריות. החלטנו על אפשרות מעגל המיתוג, כעת עלינו לברר איזה נגד נחוץ עבור LED.

מחשבון מקוון: "חישוב נגד ללד".

הנוסחה לחישוב נגד היא כדלקמן: R \u003d (Upit - (Upr.sv * N)) / I
איפה: Upit הוא המתח של ספק הכוח Upr.sv הוא המתח הישיר על ה-LED, N הוא מספר הנוריות, I הוא הזרם העובר דרך ה-LED. מטבע הדברים, נשאלת השאלה היכן ניתן להשיג את הנתונים הללו? למי שמחליט לוותר בגלל אינו יודע דבר על השם והמקור של הדיודות שחולצו - אני אגיד אל תמהר, פתרון אוניברסלי לשאלתך יינתן להלן.

ניקח כדוגמה את גיליון הנתונים עבור LED kingbright 3 מ"מ.
באיור למטה, צילום מסך המראה את המאפיינים של נורית ה-LED עם זרם זורם דרכו של 2 mA בטמפרטורה של 25C. מכל המאפיינים המוצגים, אנו מתעניינים רק ב-Forward Voltage - המתח קדימה על ה-LED.

• כּוֹחַ
• זרם דחף
• ישר ישר (DC Forward Current) הערך הזה הוא שמעניין אותנו, במקרה הזה אל תאפשר מעבר זרם מעל 25 מיליאמפר(בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס).

האיור האחרון ממחיש את התלות של מאפיינים בתנאי השימוש:

• תלות של מתח קדימה בזרם עובר
• תלות של עוצמת שטף האור בזרם העובר
• תלות של הזרם העובר בטמפרטורה
• התלות של עוצמת שטף האור בטמפרטורה

בהתבסס על הנתונים שהתקבלו בגליון הנתונים, אנו יכולים להסיק שערך הזרם העובר הוא בין 2 ל-10 מיליאמפר, בעוד שהערך הטיפוסי של המתח הקדמי במסופי ה-LED הוא בין 1.9 ל-2 וולט.

דוגמה חישוב מס' 1 אם תזין את מתח הרשת המובנה 12 (V), ערך הנוכחי 2 (mA), ערך המתח קדימה 1.9 (V) לתוך המחשבון המקוון, את מספר הנוריות 1, נקבל את הערך המחושב של הנגד = 5050 אוהם ערך הייצור הקרוב ביותר של הנגד הוא 5100 אוהם או 5.1 קילו אוהם של נגדים ביתיים 5k1 סימון smd resistor 512

דוגמה חישוב מס' 2 אם תזין את המתח של הרשת המובנת של המשאית 24 (V) למחשבון, הערך הנוכחי הוא 10 (mA) אנו זורחים במלואו :), ערך המתח קדימה הוא 2 (V ) מספר הנוריות הוא 3 (התברר זר קטן) הערך המחושב של הנגד = 1800 אוהם ערך הייצור הקרוב ביותר של הנגד הוא 1800 אוהם או 1.8 קילו אוהם סימון נגדים ביתיים 1k8 סימון smd נגד 182

המלצות לחיבור נוריות עם מאפיינים לא ידועים:

קח כערך הנוכחי 5-10 (mA), את הערך של המתח הישיר על נורית ה-LED 1.5-2 (V), הזן את המתח של הרשת המשולבת שלך למחשבון ובצע את החישוב. עם הסתברות של 99%, LED שלך במצב זה יחזיק מעמד יותר משנה. אתה יכול לבדוק את דיוק החישוב על ידי מדידת הזרם העובר דרך הדיודה, לשם כך מד הזרם מחובר בסדרה עם שרשרת הנגד וה-LED שלך. אם יש לך שאלות שאל בתגובות.

נוריות LED משמשות כיום כמעט בכל תחומי הפעילות האנושית. אבל, למרות זאת, עבור רוב הצרכנים הרגילים לא ברור לחלוטין מדוע ואילו חוקים חלים כאשר נוריות LED פועלות. אם אדם כזה רוצה לארגן תאורה דרך מכשירים כאלה, אז לא ניתן להימנע משאלות רבות וחיפוש אחר פתרונות לבעיות. והשאלה העיקרית תהיה - "איזה סוג של דבר זה - נגדים, ומדוע נורות לד צריכים אותם?"

הנגד הוא אחד המרכיבים של רשת החשמל, מאופיין בפאסיביות שלו ובמקרה הטוב, מאופיין באינדיקטור של התנגדות לזרם חשמלי. כלומר, בכל עת עבור מכשיר כזה, חוק אוהם חייב להיות תקף.

המטרה העיקרית של המכשירים היא היכולת להתנגד נמרצות לזרם חשמלי. בזכות איכות זו, נגדים נמצאים בשימוש נרחבבמידת הצורך, מכשירי תאורה מלאכותית, כולל אלו המשתמשים בנורות לד.

מדוע יש צורך להשתמש בנגדים במקרה של תאורת לד?

רוב הצרכנים יודעים שנורת ליבון רגילה נותנת אור כאשר היא מחוברת ישירות למקור מתח כלשהו. הנורה יכולה לעבוד לאורך זמן ונשרפת רק כאשר, עקב אספקת מתח גבוה מדי, חוט הליבון מחומם יתר על המידה. במקרה זה, הנורה, בדרך כלשהי, מיישמת את הפונקציה של נגד, מכיוון שמעבר זרם חשמלי דרכו קשה, אך ככל שהמתח המופעל גבוה יותר, כך קל יותר לזרם להתגבר על ההתנגדות של נורה. כמובן, אי אפשר לשים חלק מוליכים למחצה מורכב כל כך כמו LED ונורת ליבון רגילה בשורה אחת.

חשוב לדעת שהלד - זה מכשיר חשמלי, לתפקודו עדיף לא את הזרם עצמו, אלא את המתח הזמין ברשת. לדוגמה, אם נבחר מתח של 1.8 וולט למכשיר כזה, ומגיעים אליו 2 וולט, אז סביר להניח שהוא ישרף - אם המתח לא יופחת לרמה הנדרשת על ידי המכשיר בזמן. בדיוק לשם כך נדרש נגד, שדרכו מתבצע ייצוב מקור הכוח בו נעשה שימוש כך שהמתח המסופק על ידו אינו משבית את המכשיר.

בהקשר זה, חשוב ביותר:

• לקבוע איזה סוג של נגד נדרש;
• לקבוע את הצורך להשתמש בנגד בודד עבור מכשיר מסוים, הדורש חישוב;
• לקחת בחשבון את סוג החיבור של מקורות אור;
• המספר המתוכנן של נוריות הלד במערכת התאורה.

דיאגרמות חיבור

עם סידור סדרתי של נוריות, כאשר הם מסודרים אחד אחד, נגד אחד מספיק בדרך כלל אם אתה יכול לחשב נכון את ההתנגדות שלו. זה מוסבר על ידי יש אותו זרם במעגל החשמלי, בכל מקום בו מותקנים מכשירי חשמל.

אבל במקרה של חיבור מקבילי, כל LED דורש נגד משלה. אם דרישה זו מוזנחת, אז כל המתח יצטרך להימשך על ידי אחד, מה שנקרא "מגביל" LED, כלומר, זה שצריך הכי פחות מתח. הוא מתפרק מהר מדי, בעוד המתח יופעל על המכשיר הבא במעגל, שיישרף באותו אופן. מהפך כזה אינו מקובל, לכן, במקרה של חיבור מקביל של כל מספר של נוריות, נדרש שימוש באותו מספר נגדים, שמאפייניהם נבחרים על ידי חישוב.

חישוב נגדים ללדים

עם הבנה נכונה של הפיזיקה של התהליך, חישוב ההתנגדות והכוח של מכשירים אלה לא יכול להיקרא משימה בלתי אפשרית שלא ניתן להתמודד איתה אדם רגיל. כדי לחשב את ההתנגדות הנדרשת של נגדים, יש צורך לקחת בחשבון את הנקודות הבאות:

חישוב נגדים באמצעות מחשבון מיוחד

בדרך כלל, חישוב ההתנגדות של מכשירים כאלה הנדרשים עבור כל LED נעשה באמצעות מחשבונים שתוכננו במיוחד למטרה זו. מחשבונים כאלה, נוחים ויעילים ביותר, לא צריך להוריד ולהתקין מאיפשהו - אפשר בהחלט לחשב את הנגד באינטרנט.

מחשבון נגד מאפשר דיוק גבוהלקבוע את הכוח הנדרש ואת ערך ההתנגדות של הנגד המותקן במעגל LED.

כדי לחשב את ההתנגדות הנדרשת, יש צורך להזין בשורות המתאימות של המחשבון המקוון:

• מתח אספקת LED;
• מתח מדורג של LED;

לאחר לחיצה על הכפתור המתאים, החישוב מתבצע ו הנתונים המחושבים שהתקבלו מוצגים על מסך הצג, בעזרתה ניתן לארגן תאורת לד מלאכותית בעתיד ללא קושי רב.

כמו כן, במחשבונים מקוונים יש מסד נתונים כלשהו המכיל נתונים על נוריות LED והפרמטרים שלהם. אפשרות לחישוב:

• הערך של המכשיר;
• סימון צבע;
• זרם הנצרך על ידי המעגל;
• כוח מתפזר.

אדם שאינו בקיא מאוד בחשמל ובפיסיקה, ברוב המקרים, לא יוכל לחשב באופן עצמאי מכשירים עבור נוריות LED. מסיבה זו, ביצוע חישובים באמצעות מחשבון מקוון פונקציונלי ונוח הוא עזרה שלא יסולא בפז עבור אנשים רגיליםשאינם מכירים את המתודולוגיה של חישובים באמצעות נוסחאות פיזיקליות.

רוב היצרנים הידועים של נוריות וקלטות שנוצרו על בסיסם, באתרים הרשמיים שלהם לפרסם מחשבון מקוון משלהם, שבאמצעותו אתה יכול לא רק לבחור את הנגדים והנוריות הדרושים, אלא גם לחשב את הפרמטרים של התקנים הנוכחיים המשמשים במצבי פעולה שונים בערכים משתנים של זרם, טמפרטורה, מתח מופעל וכו '.

חישוב הנגד עבור LED הוא די פשוט ולוקח מינימום זמן. בנוסף, ישנם מחשבונים מקוונים רבים שעוזרים לבצע חישובים כאלה. עם זאת, אני מאמין שהרבה יותר שימושי להבין את הנושא הזה בעצמך, להבין את הפיזיקה של התהליכים המתמשכים ולבצע חישובים כאלה במו ידיך. זה מה שנעשה במאמר זה.

נוריות הם מכשירים מגוונים. הם יכולים לשמש כאינדיקציה, או שהם יכולים פשוט להיות גופי תאורה מן המניין.

מהנדסי אלקטרוניקה מתחילים מתרגלים לעיתים קרובות מצב שבו הם צריכים להפעיל את ה-LED ממקור מתח שהמתח שלו גבוה בהרבה מהמתח הנקוב של ה-LED ( אורז. אחד ). למשל, מתח הסוללה 12 V, והנורית דולקת 2 V (אורז. 2 ) אם מתח כזה יופעל על הלד, הוא פשוט יישרף. או כאשר הנורית משמשת כמחוון מתח 220 וולט. ללא שימוש באמצעים מיוחדים, כאשר הוא מחובר ישירות, הוא גם ייכשל.

אורז. 1 - תכנית לחיבור LED דרך נגד

אורז. 2 - ערכת חיבור ישיר של הנורית למקור המתח

על מנת להפחית את המתח על ה-LED ולהגביל את הזרם במעגל שלה, עליך לחבר איתו נגד בסדרה ( אורז. 3 ). בואו לחשב את הפרמטרים של הנגד הזה. טכניקה זו מתאימה לכל LED בכל מתח אספקת חשמל.

אורז. 3 - חיבור נגד עם LED

נבצע את החישוב באמצעות הדוגמה של LED מסוג AL307 ( אורז. ארבע ). מתח מדורג של זה Usd = 2 V, והזרם Isd \u003d 10 mA \u003d 0.01 A.אנו נזין את LED במקרה הראשון מ Uip1 = 12 V, ובשני - מ Uip1 = 5 V, שכן ערכי מתח כאלה הם הנפוצים ביותר. די לנו לדעת את שלושת הפרמטרים הללו על מנת לחשב את ההתנגדות רעבור LED.

אורז. 4 - LED AL307. מראה חיצוני

בוא נכתוב את הנתונים הראשוניים.

Uip1 = 12 V;

Uip2 = 5 V;

Usd = 2 V;

Isd \u003d 10 mA \u003d 0.01 A.

ראשית, מצא את המתח ΔU R, שהנגד צריך לכבות, כלומר נמצא את מפל המתח על פני הנגד. זה שווה להפרש המתח בין ספק הכוח לנורת LED:

ΔUR = Uip – Usd;

ΔUR = 12 - 2 = 10 V.

כלומר, הנגד צריך לכבות 10 V. ההתנגדות של הנגד R שווה ליחס מפל המתח על פניו ΔU Rאל הנוכחי ( אורז. 5 ):

R = ΔUR/Isd;

R \u003d 10 / 0.01 \u003d 1000 אוהם \u003d 1 kOhm.

אורז. 5 - התנגדות נגד לנורת LED ב-Uip1 = 12 V

קבע את ההתנגדות של הנורית כאשר היא מופעלת על ידי מקור מתח 5 V.

Uip = 5 V;

Usd = 2 V;

Isd \u003d 10 mA \u003d 0.01 A.

נפילת מתח על הנגד:

ΔU R = Uip - Usd;

ΔU R \u003d 5 - 2 \u003d 3 V.

התנגדות ( אורז. 6 ):

R = ΔU R /Isd;

R \u003d 3 / 0.01 \u003d 300 אוהם.

אורז. 6 - התנגדות נגד לנורת LED ב-Uip2 = 5 V

וכך, קבענו את ההתנגדות של הנגדים. עם זאת, ידיעת ערכו אינה מספיקה כדי לכלול נגד במעגל. כמו כן הוא מאוד פיזור הכוח, אשר משתחרר על ידי הנגד בצורה של חום עקב זרימת הזרם דרכו.

חישוב כוח נגד עבור LED

יש סטנדרטיים. מבחינה ויזואלית, ניתן לקבוע את פיזור הכוח של נגד לפי גודל ( אורז. 7, 8 ). ככל שהנגד גדול יותר, כך הוא יכול לפזר יותר כוח.

אורז. 7 - נגד עם פיזור הספק 0.125 W

אורז. 8 - נגד עם פיזור הספק 1 W

כדי להחליט סופית על בחירת הנגד, אנו מחשבים את פיזור ההספק שלו פ, השווה למכפלת המתח המופעל על הנגד ΔU R, לשוטף Isdזורם דרכו.

P \u003d UI \u003d U 2 / R \u003d I 2 R.

P1 = 0.01 2 300 = 0.03 W.

P2 = 0.01 2 1000 = 0.1 W.

כפי שניתן לראות, בשני המקרים מתאים לנו נגד עם הספק פיזור של 0.125 W ומעלה.

בואו נסכם את האלגוריתם לחישוב הנגד עבור LED.

1. קבע את ירידת המתח על פני הנגד.
2. אנחנו מוצאים התנגדות.
3. אנו מחשבים את פיזור הכוח.

בהיותו התקן מוליכים למחצה, הוא מאופיין במאפיין זרם-מתח לא ליניארי (CVC); התלות של הזרם במתח היא אקספוננציאלית. אפילו עודף קל של מתח האספקה ​​עלול לגרום להופעת זרם שיכול להשבית את ה-LED (להלן LED).

לכן, כדי להגביל את הזרם, נגד קונבנציונלי משמש כנטל מרווה, פעולת ה-LED וחיי השירות שלה תלויים בחישוב הנכון של ההתנגדות שלו.

עם מתח אספקה ​​העולה על טווח מתח ההפעלה, נורית ה-LED עשויה פשוט להישרף, עם מתח אספקה ​​לא מוערך, היא זוהרת "בחצי לב" או שאינה נדלקת כלל.

החישוב ללדים הוא די פשוט, מהיר ואינו מכיל שום דבר "צבאי", רק חוק אוהם. אמנם ברשת האינטרנט העולמית יש מחשבונים מקוונים רבים שעוזרים לקבוע פרמטרים שונים, אבל לדעתי האישית עדיף להבין את זה בעצמך ולהבין את הפיזיקה של התהליך פעם אחת מאשר להשתמש במחשבונים כאלה באופן עיוור.

הדוגמה הנפוצה ביותר היא חיבור LED למקור מתח של 5V, כגון יציאת USB במחשב. הדוגמה השנייה היא חיבור למצבר רכב עם מתח נומינלי של 12 V. אם התקן מוליכים למחצה מחובר ישירות למקור כוח כזה, האחרון פשוט ייכשל בהשפעת זרם זורם החורג מהערך המותר - א. יתרחש התמוטטות תרמית של גביש המוליך למחצה. לכן, יש צורך להגביל את כמות הזרם.

למטרת בהירות טובה יותר, ניקח שני סוגי נוריות עם המאפיינים הנפוצים ביותר:

מתח:

U VD 1 = 2.2 V;

U VD 2 = 3.5 V;

נוֹכְחִי:

I VD 1 \u003d 0.01 A;

I VD 2 \u003d 0.02 A.

חישוב הנגד עבור LED

בואו נקבע את ההתנגדות R 1.5 עבור VD 1 ב-Uip = 5 V.

כדי לחשב את ערך ההתנגדות, על פי חוק אוהם, אתה צריך לדעת את הזרם והמתח:

R=U/I.

גודל הזרם הזורם במעגל, כולל דרך VD, ידוע לנו מהמצב הנתון I VD 1 \u003d 0.01 A, לכן יש לקבוע את מפל המתח על פני R 1.5. זה שווה להפרש בין Uip המסוכם \u003d 5 V לבין ירידת המתח ב-LED U VD 1 \u003d 2.2 V:

כעת אנו מוצאים R 1.5

מתוך סדרת ההתנגדות הסטנדרטית, אנו בוחרים את הקרובה ביותר לכיוון העלייה, ולכן אנו לוקחים R 1.5 \u003d 300 אוהם.

באותו אופן, אנו מחשבים R עבור VD 2:

נבצע חישובים דומים עבור הערך Uip = 12 V.

לְקַבֵּל R 1.12 \u003d 1000 אוהם \u003d 1 kOhm.

אנו מקבלים R 2.12 = 430 אוהם.

מטעמי נוחות, אנו כותבים את הערכים שהושגו של ההתנגדויות של כל הנגדים:

יש לציין כי ההתנגדות שנבחרה מהטווח הסטנדרטי עולה על המחושבת, כך שהזרם במעגל יקטן בהרבה. עם זאת, ניתן להזניח את הירידה הזו בצורת ערכה הקטן.

חישוב פיזור הספק

קביעת ההתנגדות היא רק חצי מהקרב. נגד נוסף מאופיין בפרמטר חשוב, הנקרא כוח הפיזור P - זהו הכוח שהוא יכול לעמוד בו. הרבה זמןללא התחממות יתר מעל טמפרטורה מסוימת. זה תלוי בזרם בריבוע, שכן האחרון שזורם במעגל גורם לחימום האלמנטים שלו.

P = I 2 R.

מבחינה ויזואלית, הנגד של P גבוה יותר הוא גדול.

נוריות LED משמשות כיום כמעט בכל תחומי הפעילות האנושית. אבל, למרות זאת, עבור רוב הצרכנים הרגילים לא ברור לחלוטין מדוע ואילו חוקים חלים כאשר נוריות LED פועלות. אם אדם כזה רוצה לארגן תאורה דרך מכשירים כאלה, אז לא ניתן להימנע משאלות רבות וחיפוש אחר פתרונות לבעיות. והשאלה העיקרית תהיה - "איזה סוג של דבר זה - נגדים, ומדוע נורות לד צריכים אותם?"

מהו נגד ומה מטרתו?

הנגד הוא אחד המרכיבים של רשת החשמל, מאופיין בפאסיביות שלו ובמקרה הטוב, מאופיין באינדיקטור של התנגדות לזרם חשמלי. כלומר, בכל עת עבור מכשיר כזה, חוק אוהם חייב להיות תקף.

המטרה העיקרית של המכשירים היא יכולת התנגדות נמרצת זרם חשמלי. בזכות איכות זו, נגדים נמצאים בשימוש נרחבבמידת הצורך, מכשירי תאורה מלאכותית, לרבות שימוש בנורות לד.

מדוע יש צורך להשתמש בנגדים במקרה של תאורת לד?

רוב הצרכנים יודעים שנורת ליבון רגילה נותנת אור כאשר היא מחוברת ישירות למקור מתח כלשהו. הנורה יכולה לעבוד לאורך זמן ונשרפת רק כאשר, עקב אספקת מתח גבוה מדי, חוט הליבון מחומם יתר על המידה. במקרה זה, הנורה, בדרך כלשהי, מיישמת את הפונקציה של נגד, מכיוון שמעבר זרם חשמלי דרכו קשה, אך ככל שהמתח המופעל גבוה יותר, כך קל יותר לזרם להתגבר על ההתנגדות של נורה. כמובן, אי אפשר לשים חלק מוליכים למחצה מורכב כל כך כמו LED ונורת ליבון רגילה בשורה אחת.

חשוב לדעת שהלד - זה מכשיר חשמלי, לתפקודו עדיף לא את הזרם עצמו, אלא את המתח הזמין ברשת. לדוגמה, אם נבחר מתח של 1.8 וולט למכשיר כזה, ומגיעים אליו 2 וולט, אז סביר להניח שהוא ישרף - אם המתח לא יופחת לרמה הנדרשת על ידי המכשיר בזמן. בדיוק לשם כך נדרש נגד, שדרכו מתבצע ייצוב מקור הכוח בו נעשה שימוש כך שהמתח המסופק על ידו אינו משבית את המכשיר.

בהקשר זה, חשוב ביותר:

• לקבוע איזה סוג של נגד נדרש;
• לקבוע את הצורך להשתמש בנגד בודד עבור מכשיר מסוים, הדורש חישוב;
• לקחת בחשבון את סוג החיבור של מקורות אור;
• המספר המתוכנן של נוריות הלד במערכת התאורה.

וידאו: למה צריך נגדים

דיאגרמות חיבור

עם סידור סדרתי של נוריות, כאשר הם מסודרים אחד אחד, נגד אחד מספיק בדרך כלל אם אתה יכול לחשב נכון את ההתנגדות שלו. זה מוסבר על ידי יש אותו זרם במעגל החשמלי, בכל מקום בו מותקנים מכשירי חשמל.

אבל במקרה של חיבור מקביל, כל LED דורש נגד משלה. אם דרישה זו מוזנחת, אז כל המתח יצטרך להימשך על ידי אחד, מה שנקרא "מגביל" LED, כלומר, זה שצריך הכי פחות מתח. הוא מתפרק מהר מדי, בעוד המתח יופעל על המכשיר הבא במעגל, שיישרף באותו אופן. מהפך כזה אינו מקובל, לכן, במקרה של חיבור מקביל של כל מספר של נוריות, נדרש שימוש באותו מספר נגדים, שמאפייניהם נבחרים על ידי חישוב.

וידאו: חיבור מקביל של נוריות

חישוב נגדים ללדים

עם הבנה נכונה של הפיזיקה של התהליך, חישוב ההתנגדות והכוח של מכשירים אלה לא יכול להיקרא משימה בלתי אפשרית שאדם רגיל לא יכול להתמודד איתה. כדי לחשב את ההתנגדות הנדרשת של נגדים, יש צורך לקחת בחשבון את הנקודות הבאות:

וידאו: בחירת נגד עבור LED

חישוב נגדים באמצעות מחשבון מיוחד

בדרך כלל, חישוב ההתנגדות של מכשירים כאלה הנדרשים עבור כל LED נעשה באמצעות מחשבונים שתוכננו במיוחד למטרה זו. מחשבונים כאלה, נוחים ויעילים ביותר, לא צריך להוריד ולהתקין מאיפשהו - אפשר בהחלט לחשב את הנגד באינטרנט.

מחשבון נגד מאפשר דיוק גבוהלקבוע את הכוח הנדרש ואת ערך ההתנגדות של הנגד המותקן במעגל LED.

כדי לחשב את ההתנגדות הנדרשת, יש צורך להזין בשורות המתאימות של המחשבון המקוון:

• מתח אספקת LED;
• מתח מדורג של LED;
• זרם מדורג.

לאחר מכן, עליך לבחור את ערכת החיבור המשמשת, כמו גם את המספר הנדרש של נוריות.

לאחר לחיצה על הכפתור המתאים, החישוב מתבצע ו הנתונים המחושבים שהתקבלו מוצגים על מסך הצג, בעזרתה ניתן לארגן תאורת לד מלאכותית בעתיד ללא קושי רב.

כמו כן, במחשבונים מקוונים יש מסד נתונים כלשהו המכיל נתונים על נוריות LED והפרמטרים שלהם. אפשרות לחישוב:

• הערך של המכשיר;
• סימון צבע;
• זרם הנצרך על ידי המעגל;
• כוח מתפזר.

אדם שאינו בקיא מאוד בחשמל ובפיסיקה, ברוב המקרים, לא יוכל לחשב באופן עצמאי מכשירים עבור נוריות LED. מסיבה זו, ביצוע חישובים באמצעות מחשבון מקוון פונקציונלי ונוח הוא עזרה שלא יסולא בפז עבור אנשים רגיליםשאינם מכירים את המתודולוגיה של חישובים באמצעות נוסחאות פיזיקליות.

רוב היצרנים הידועים של נוריות וקלטות שנוצרו על בסיסם, באתרים הרשמיים שלהם לפרסם מחשבון מקוון משלהם, שבאמצעותו אתה יכול לא רק לבחור את הנגדים והנוריות הדרושים, אלא גם לחשב את הפרמטרים של התקנים הנוכחיים המשמשים במצבי פעולה שונים בערכים משתנים של זרם, טמפרטורה, מתח מופעל וכו '.

תאורת LED ואינדיקציה, בשל התקן מוליכים למחצה זה, נחשבת לאחת האמינות ביותר. בעת ארגון תאורה נורות לדמייצרים שטף אור איכותי, תוך היותם מקורות אור ידידותיים לסביבה שאינם דורשים סילוק ואינם צורכים הרבה חשמל. הנורית פועלת רק על מתח קבוע ומעבירה זרם בכיוון אחד בלבד, כמו דיודה רגילה.

דיודה פולטת אור הוא מכשיר עם זרם מסוים, מווסת בבירור, זורם, הן מקסימום והן מינימלי. אם תחרוג מהזרם הישר המרבי המותר או מהמתח המספק אותו, זה בהחלט ייכשל, במילים פשוטות"נשרף". ניתן למצוא נתוני LED:

1. במדריך או בספרות טכנית;
2. בדפי האינטרנט;
3. בקנייה מעוזר מכירות.

מבלי לדעת את מתח הפעולה והזרם המקסימלי קדימה, זה די בעייתי לבחור את ההתנגדות של הנגד כדי להגביל את הזרם. אלא אם כן יש לו שנאי אוטומטי, או נגד משתנה. במקרה זה, ניתן לשרוף כמה אלמנטים מוליכים למחצה כאלה. שיטה זו היא יותר תיאורטית מאשר מעשית, וניתן להשתמש בה רק במצבי חירום. נגד הוא אלמנט פסיבי המשמש במעגלים חשמליים, יש לו ערך התנגדות מסוים. ניתן להשיג משתנה, עם כפתור כוונון, או נגד קבוע. הנגד מאופיין במושג הכוח, אותו יש לקחת בחשבון גם בעת חישובו במעגלים חשמליים.

אז, לכל LED יש מתח הפעלה וזרם ישר העובר ומאיר אותו. אם U של ספק הכוח הוא, נניח, 1.5 וולט, ולפי הדרכון, הדיודה חייבת להיות מחוברת בדיוק למתח כזה, אזי אין צורך בנגד מגביל. או שאפשר לחבר שלוש לדים במתח פעולה של 0.5 וולט, בסדרה עם מקור הכוח. יתר על כן, כל האלמנטים המוליכים למחצה הללו חייבים להיות מאותו סוג ומאותו מותג. עם זאת, מצב זה נדיר ביותר, ולעתים קרובות אספקת החשמל גדולה בהרבה ממתח הפעולה של LED בודד.

כיצד לחשב את ההתנגדות עבור נוריות, אשר לא רק מגביל את הזרם במעגל, אלא גם יוצר מפל מתח. הנגד המגביל את הזרם עבור LED מחושב על סמך חוק אוהם הידוע I \u003d U / R. מכאן ניתן להקצות את ערך ההתנגדות R=U/I. כאשר U הוא המתח, I הוא כמות הזרם הישר.

להלן תרשים החיווט הפשוט ביותר עבור LED יחיד.

חוזק הזרם בחיבור טורי יהיה זהה, ומתח האספקה ​​של הנורית חייב להיות בעל ערך מסוים, לעתים קרובות הוא נמוך בהרבה מזה המספק את המעגל כולו. לכן, הנגד חייב לכבות חלק מהמתח כך שלמופעל על הנורית יש כבר ערך מסוים המצוין בדרכון שלו כמתח ההפעלה. כלומר, ה-I (הזרם) במעגל ידוע ויהיה שווה ל-I הנצרך על ידי הדיודה, ו-U של ירידת ההתנגדות יהיה שווה להפרש בין U של ההספק ל-U של LED. לדעת U על הנגד ואני שעובר דרכו, לפי אותו חוק אוהם, אתה יכול למצוא את ההתנגדות שלו. כדי לעשות זאת, חלק את מפל המתח על פני הנגד בזרם הזורם במעגל.

לאחר חישוב הנגד של LED, הוא עדיין חייב להתאים להספק, עבור U זה עליו יש להכפיל ב-I הידוע של המעגל כולו. הזרם בכל חלק של המעגל יהיה זהה ולכן הזרם המרבי העובר דרך ה-LED לא יעלה על הזרם העובר דרך הנגד המגביל. במקרה זה, מומלץ לבחור נגד בעל ערך מעט גבוה יותר מאשר עם קטן יותר, זה תקף גם להתנגדות וגם להספק שלו. הכרת חוק אוהם, אתה יכול גם לחשב את ההתנגדות דרך R של הנורית.

אם אין נגד מתאים עם ההתנגדות הנדרשת, ניתן להשיגו על ידי חיבור מספר אלמנטים אלו בסדרה או במקביל. במקרה זה, עבור חיבור טורי, ההתנגדות הכוללת של כל הנגדים תהיה שווה לסכום כל אלה הכלולים במעגל זה.

ובמקביל זה מחושב לפי הנוסחה הזו

יש לציין שכל זה מחושב על סמך מתח האספקה, שכן עם עלייתו, גם חוזק הזרם בכל המעגל יגדל. אז ספק הכוח חייב לייצר לא רק מתח מתוקן באיכות גבוהה, אלא גם מתח מיוצב.

shunting LED עם נגד

כדאי לדון בחיבור כזה של LED ונגד כאשר שניים או יותר אלמנטים פולטי אור מחוברים בסדרה. אפילו עם אותו סימון וסוג, המאפיינים של כל LED עשויים להשתנות מעט. אם אני זורם דרכו, אז יש לו R פנימי משלו. יתר על כן, במצב שבו השסתום (דיודה) מוליך אותו, ואינו מוליך אותו, ההתנגדות הפנימית תהיה שונה באופן משמעותי. כלומר, כאשר השסתום מופעל שוב במצב זה, ההתנגדות תהיה שונה באופן משמעותי. בהתאם, גם המתח ההפוך ישתנה מאוד, מה שעלול להוביל לשחיקה (התמוטטות).

כדי למנוע מצבים כאלה, מומלץ לבצע shunt של ה-LED עם נגד בעל הספק נמוך עם R גדול של כמה מאות אוהם. חיבור כזה יבטיח את השוויון של המתח ההפוך על התקני מוליכים למחצה המחוברים במעגל אחד המייצרים שטף אור.

וידאו חישוב LED