Расчет резистора для схемы и подбор номинала

Чтобы ограничить ток светодиода до 20 мА при напряжении питания 12 В, потребуется элемент на 560 Ом. Формула: (Uпит — Uпад) / I = (12В — 2.2В) / 0.02А = 490 Ом. Ближайший стандартный номинал – 510 Ом, но для надежности лучше взять 560 Ом.

Мощность рассеивания вычисляется как P = I² × R. Для примера выше: (0.02А)² × 560 Ом = 0.224 Вт. Выбирайте модели на 0.25 Вт или выше – они не перегреются даже при длительной работе.

Для переменных компонентов используйте многооборотные версии с допуском 1%. Например, 3296W обеспечивает точную регулировку, а пленочные варианты подойдут для высокочастотных цепей. Проверяйте температурный коэффициент: у металлопленочных он ниже (50 ppm/°C против 250 ppm/°C у углеродных).

Определение параметров ограничивающего элемента при подключении светоизлучающего диода

Основная формула для определения сопротивления:

• R = (U_{питания} — U_{светодиода}) / I_{светодиода}

Типовые значения для распространенных светоизлучающих диодов:

• Красный: 1,8–2,2 В, 20 мА
• Зеленый: 2,1–2,4 В, 20 мА
• Синий/белый: 3,0–3,6 В, 20 мА

Пример для белого диода при питании 12 В:

1. Вычитаем падение напряжения: 12 В — 3,2 В = 8,8 В
2. Делим на ток: 8,8 В / 0,02 А = 440 Ом
3. Выбираем ближайший стандартный номинал: 430 Ом

Критерии выбора:

• Мощность рассеивания: P = I² × R
• Для примера выше: 0,02² × 430 = 0,172 Вт → подойдет элемент на 0,25 Вт

Особые случаи:

• При последовательном соединении нескольких диодов: U_{питания} — (U_LED1 + U_LED2 + …)
• Для импульсных источников: учитывайте максимальное напряжение

Выбор сопротивления по мощности и стандартным значениям

Определите максимальную нагрузку на элемент: умножьте силу тока (в амперах) на падение напряжения (в вольтах). Например, при 0.1 А и 12 В рассеиваемая мощность составит 1.2 Вт.

Используйте детали с запасом прочности: для нагрузки 1.2 Вт берите модель на 2 Вт. Минимальные стандартные значения мощности: 0.125 Вт, 0.25 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт.

Стандартные ряды сопротивлений (E6, E12, E24):

• E6: 1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8
• E12: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
• E24: полный перечень с шагом 5%

Для точных цепей применяйте прецизионные элементы с допуском 1% или меньше. В высоковольтных системах учитывайте максимальное рабочее напряжение: деталь на 0.5 Вт обычно выдерживает до 200 В.

Проверьте температурный коэффициент: углеродные модели меняют параметры на 500-1000 ppm/°C, металлопленочные – 50-100 ppm/°C.

Определение параметров ограничителя тока светодиода

Чтобы подобрать элемент, ограничивающий ток через светоизлучающий диод, используйте формулу:

R = (U_ист — U_LED) / I_LED

Где:

• U_ист – напряжение источника (например, 12 В)
• U_LED – падение напряжения на диоде (указывается в datasheet, обычно 2-3.5 В)
• I_LED – рабочий ток (чаще 10-20 мА)

Пример для красного диода (2 В, 15 мА) при питании 5 В:

R = (5 — 2) / 0.015 = 200 Ом

Выбирайте ближайший стандартный номинал из ряда E24 – 200 Ом или 220 Ом. Мощность рассеивания P = I² × R. Для данного случая P = 0.015² × 220 = 0.0495 Вт – подойдет компонент на 0.125 Вт.

Для синих или белых диодов (3-3.5 В) при том же источнике 5 В значение будет ниже: (5 — 3.3) / 0.015 ≈ 113 Ом → 120 Ом.

Определение оптимального сопротивления с учетом мощности и стандартных значений

Если нужен элемент на 100 Ом с рассеиванием 0.5 Вт, выбирайте модель с запасом мощности – например, 1 Вт. Это снизит перегрев и продлит срок службы.

Стандартные ряды E12 (10% допуск) и E24 (5%) содержат популярные значения: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82. Если точное совпадение недоступно, берите ближайшее большее.

Для цепей с высоким напряжением (свыше 30 В) проверяйте максимальное рабочее напряжение компонента. Например, модель на 0.25 Вт часто рассчитана на 250 В, а на 2 Вт – только на 150 В.

При параллельном или последовательном соединении пересчитывайте общую мощность. Два 50-омных элемента на 0.5 Вт в series выдержат 1 Вт, но сопротивление станет 100 Ом.