Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rezystor do LEDa - tym razem inaczej

29 Maj 2005 13:05 2098 3
  • Poziom 40  
    Witam.
    Tak mi ostatnio chodzi po głowie taki problem:
    Jeżeli podłączamy diodę LED - przyjmijmy dla uproszczenia że o napięciu przewodzenia 3V i prądzie max. 20mA - do źródła o wyższym napięciu, np. 12V, to obliczamy wartość rezystora np. na prąd 20mA zgodnie z prawem oma, czyli wzorem:
    Code:
    R=(Uzas - Udiody)/Imax=(12V-3V)/20mA=450Ω


    No i fajnie, przez diodę płynie prąd 20mA, spadek napięcia na diodzie wynosi 3V, na rezystorze 9V.

    Ale co jeżeli podłączymy diodę do źródła napięcia o wartości napięcia przewodzenia diody? (czyli 3V)

    Ze wzoru wynika że licznik się wyzeruje i nie trzeba wstawiać rezystora - niby logiczne, bo akurat takie napięcie jakie jest konieczne odłoży się na diodzie. Ale jaki prąd popłynie? Ograniczony rezystancją diody? Czy to znaczy że w takim połączniu nie ma żadnej możliwości regulowania (zmniejszenia) prądu płynącego przez diodę?
  • Poziom 14  
    Prąd jaki popłynie przy połączeniu rezystora i diody przy 12 V będzie mniejszy niż prąd po połączeniu samej diody na 3v. Wynika to z wzoru i=u/r. Tak więc w połączeniu samej diody poąd będzie wynosił 20mA, a w połączeniu szeregowym z oporinkiem będzie on mniejszy.
  • Poziom 40  
    Syntax napisał:
    Prąd jaki popłynie przy połączeniu rezystora i diody przy 12 V będzie mniejszy niż prąd po połączeniu samej diody na 3v. Wynika to z wzoru i=u/r. Tak więc w połączeniu samej diody poąd będzie wynosił 20mA, a w połączeniu szeregowym z oporinkiem będzie on mniejszy.

    Chba czegośnie łapię - przecież wyliczyłem że dla opornika 450Ω i 12V zasilania przez diodę popłynie prąd 20mA. Skoro jak piszesz przy połaczeniuu do 3V też popłynie 20mA to o co chodzi z tym że będzie mniejszy?
    Robiłem symulacje na symulatorze i wychodzi że płynie prąd rzędu 4-5mA (przy źródle zasilania porównywalnym z napięciem przewodzenia diody), ale symulatorom nie można ufać więc wolęzapytać jak to jest.
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Zauważ, że prąd płynący przez diodę jest wykładniczą funkcją napięcia na niej:

    I=Is*(exp(Ud/Ut)-1)

    Is - prąd nasycenia złącza (parametr konstrukcyjny)
    Ut - napięcie termiczne (ok. 26 mV dla temp. 300 K)
    exp - funkcja e do x.


    To tylko się tak mówi dla uproszczenia, że napięcie przewodzenia diody wynosi 3V czy 0.7 czy też 2.1. Tak naprawdę to jest ono zmienne i zależy od ustalenia się punktu pracy układu.

    Drugim czynnikiem jest fakt, że w układach rzeczywistych nie masz do czynienia tylko ze źródłem o sile elektromotorycznej E i diodą.

    Rzeczywisty układ to: źródło idealne E, rezystancja wewnętrzna źródła, zewnętrzny rezystor ograniczający, rezystancja wewnętrzna diody i diodz idealna. Czyli równanie opisujące układ ma postać:

    E=Rw*Id+Ro*Id+Rd*Id+Ud

    E=Is*(exp(Ud/Ut))*(Rw+Ro+Rd)+Ud

    z z powyższego wyliczamy Ud

    mamy tu do rozwiązania równanie nieliniowe nie posiadające rozwiązania analitycznego. Rozwiązuje się je metodą kolejnych przybliżeń (np. metoda Newtona-Raphsona).

    inna postać tego równania, wyliczamy z niego Id

    E=Id*(Rw+Ro+Rd)+Ut*ln(Id/Is)

    w powyższych wzorach pominięto 1 w nawiasie, ze względu na to, że przy prądach diody dużo większych od Is nie rzutuje on na wynik.

    Inną metodą rozwiązania jest metoda graficzna. Na wykresie prądu Id=f(Ud) wrysowujesz odcinek łączący punkt o prądzie E/R na osi pionowej i punkt o napięciu E na osi poziomej. Tam gdzie ta linia się przetnie z wykresem prądu diody tam jest punkt pracy układu z którego odczytujesz parę (Id,Ud).

    W załączniku jest przebieg prądu Id=f(Ud) dla diody, która ma napięcie przewodzenia podawane jako 3.8V przy 40 mA oraz pokazana jest graficzna metoda wyznaczenia prądu diody dla danych E i R.

    Dla danej diody fizycznej, mając pomierzone Ud i Id (w dowolnym punkcie) możesz wyliczyć prąd Is:

    Is=Id/(exp(Ud/Ut).


    I mając go wyliczyć i wyrysować teoretyczną charakterystykę Id=f(Ud).