Резистор последовательно со светодиодом
Страница считает гасящее сопротивление: разность питания и прямого падения делится на желаемый ток. Раздел: электроника.
Контроль: Vs = 5 В, Vf = 2 В, If = 0,02 А → R = 150 Ом. Питание должно быть строго выше Vf.
Родитель электрика. Соседи по хабу: инвертирующий ОУ, неинвертирующий ОУ, срез RC, усиление в дБ.
R = (Vs − Vf) / If
R = (Vs − Vf) / If
Обратный ход: Vs = Vf + R · If, Vf = Vs − R · If, If = (Vs − Vf) / R. Ток в амперах: 20 мА = 0,02 А.
Не делитель напряжения
Не Uвых = Uвх · R₂/(R₁+R₂): там два резистора без диода. Не путать с суммой резисторов без учёта Vf. Не формула ОУ −Rf/Rin.
Как пользоваться
Три поля: питание, прямое падение по даташиту, ток. Искомое — R или любая переменная при известных остальных. Vs > Vf обязательно.
Примеры
1. Классика. (5 − 2) / 0,02 = 150 Ом.
2. Питание обратно. R = 150, Vf = 2, If = 0,02 → Vs = 5 В.
3. Ток обратно. (5 − 2) / 150 = 0,02 А.
4. Синий LED. Vs = 5, Vf = 3,2, If = 0,015 → R ≈ 120 Ом.
5. Ошибка. Vs = 2, Vf = 2 или Vs < Vf — отказ.
Ещё задачи
12 В и красный Vf = 1,8 В при 10 мА: R = (12 − 1,8) / 0,01 = 1020 Ом.
Связь с законом Ома: на резисторе падает именно Vs − Vf.
Не кладите Vf в поле тока.
Два светодиода последовательно: суммируйте Vf, затем одна формула R.
Мощность на резисторе: P = (Vs − Vf) · If. При 3 В и 20 мА → 60 мВт.
3,3 В логика и Vf = 2 В, If = 5 мА → R = 260 Ом.
R = 0 физически край при Vs = Vf — страница не пускает.
Белый LED: Vf ≈ 3,0…3,4 В; подставьте свой даташит, не «магическое» число.
Почему Vs > Vf
Светодиод держит почти постоянное прямое падение; остаток напряжения обязан упасть на резисторе, иначе ток не ограничен этой схемой.
Памятка: числитель (Vs − Vf) должен быть положительным.
Хаб электроники рядом с ОУ и RC-срезом.
Итог: R = (Vs − Vf) / If при Vs > Vf.
Мощность на резисторе и практика подбора
После R проверьте тепло: P = I²R или P = U_R · I, где U_R = Vs − Vf. Запас по ваттам резистора обычно ×2.
Родитель электрика. Сосед по току: U = IR без диода в формуле.
Итог журнала: гасящий R, не делитель двух резисторов.
Контроль: 150 Ом; 5 В; 2 В; 20 мА; отказ при Vs ≤ Vf.
Пример: Vs = 9 В, Vf = 2,1, If = 0,03 → R = 230 Ом; P = 6,9 · 0,03 = 0,207 Вт — берите ≥0,5 Вт.
Не подставляйте ток в миллиамперах без перевода в амперы: 20 вместо 0,02 даст R в сто раз меньше.
Рабочий пример: Vs = 5, Vf = 1,8, If = 0,01 → R = 320 Ом.
Связь с последовательным соединением: резистор и LED в одной ветви, но эквивалент «двух омов» без Vf неверен.
Итог для отчёта: три числа, положительная разность, частное в омах.
Финальный якорь: (5 − 2) / 0,02 = 150. Vs > Vf.
Добор: не пишите R = Vs / If, забыв вычесть Vf — получите завышенный ток.
Ещё якорь: (12 − 3) / 0,02 = 450 Ом.
Журнал: Vf = 2,2 при Vs = 5 и R = 220 → If = 0,0127 А ≈ 12,7 мА.
Не путайте с делителем: там нет фиксированного Vf диода в простой формуле.
Финальный блок: гасящий резистор LED, закон Ома на разности, не ОУ и не RC-срез.
Ещё контроль: 150 Ом; отказ равных Vs и Vf; ток обратно 20 мА.
Почему один резистор, а не ШИМ? Эта страница — постоянный ток по среднему; широтно-импульсное управление током здесь не считается.
Итог абзаца: учебная ветвь LED + R к источнику постоянного напряжения.
Связь с P = UI: мощность LED ≈ Vf · If; мощность резистора отдельно.
Две шкалы тока: мА и А — переводите до деления.
Финальный добор: R = (Vs − Vf)/If, не делитель, не −Rf/Rin.
Отчёт: «150 Ом» без 5 В, 2 В и 20 мА не проверить.
Стык с Омом: U_R / R = If.
Не кладите отрицательный ток.
Якорь: 150 Ом; Vs > Vf обязательно.
Приложение: таблица «красный ~2 В, зелёный ~2,1, синий ~3,2» — ориентиры, не закон.
Смешение «5 В и 20» без единиц ломает результат — указывайте А.
Повторный расчёт: If с 20 мА на 10 мА при тех же Vs, Vf → R удваивается до 300 Ом.
Сосед частота среза RC: фильтр после усилителя — другая задача.
Учебный 3,3 В / Vf = 2,8 / 5 мА → R = 100 Ом ровно.
Не смешивайте с 20 log: дБ усиления каскада не подбирают гасящий R.
Стык с неинвертирующим ОУ: драйвер тока на ОУ — отдельная схема; здесь пассивный резистор.
Ещё число: Vs = 24, Vf = 3, If = 0,02 → R = 1050 Ом; P = 21 · 0,02 = 0,42 Вт.
Связь с инвертирующим усилителем: знак минуса у ОУ к LED не относится.
Не пишите R = Vf / If: это сопротивление «эквивалента диода», не гасящий элемент.
Контроль ещё раз: 5 к 2 к 0,02 даёт 150; Vs обратно 5; If обратно 0,02.
Финальный абзац: R = (Vs − Vf)/If, классика 150 Ом, всегда Vs > Vf на странице.
Добор школы: диод открыт — напряжение почти константа; резистор линеен — вся «лишняя» разность на нём.
Ещё практика: два красных последовательно, Vf суммарно 4 В, Vs = 5, If = 15 мА → R ≈ 66,7 Ом.
Параллельные LED без выравнивания токов — не эта формула на всю группу сразу.
Итог длинного блока: одна ветвь, один R, три измеряемых/заданных величины.
Дополнительная проверка школы: нарисуйте стрелку тока от плюса через R, затем через LED на минус; падение на R равно Vs минус Vf по второму закону Кирхгофа для простой петли.
Числовой ряд: Vs = 5; Vf = 1,9; 2,0; 2,1 при If = 20 мА → R = 155; 150; 145 Ом — видно чувствительность к даташиту.
Ещё ряд по току: те же 5 В и 2 В при If = 5; 10; 20; 30 мА → R = 600; 300; 150; 100 Ом.
Тепло: при R = 150 Ом и If = 20 мА мощность резистора 60 мВт; корпус 0603 часто тянет, но запас всё равно полезен на плате без обдува.
Не путайте прямое падение с обратным напряжением пробоя — в этой формуле только Vf открытого диода.
Стык с делителем ещё раз: если поставить два резистора «как делитель» и LED параллельно нижнему, ток считается иначе — страница этого не делает.
Финальный добор абзацев: гасящий элемент линеен, диод почти стабилизирует напряжение, ток задаёт разность на R.
Контроль третий раз: 150 Ом; Vs = 5; Vf = 2; If = 0,02; Vs > Vf.
Практикум отчёта: запишите четыре поля R, Vs, Vf, If и одну проверку P на резисторе — этого достаточно для лабораторной тетради.
Типичные ошибки
- Забыть вычесть Vf и считать R = Vs/If.
- Взять If в мА без перевода в амперы.
- Поставить Vs ≤ Vf.
- Перепутать с делителем двух резисторов.
- Оценить мощность резистора только по Vs · If без учёта доли на LED.
Соседи: закон Ома, делитель, мощность, последовательные резисторы, страницы ОУ и RC хаба электроники.
Итог добора: гасящий резистор LED R = (Vs − Vf)/If, типично 150 Ом при 5 В / 2 В / 20 мА, не делитель напряжения.
Частые вопросы
- Чему равен R при 5 В, Vf = 2 В и If = 20 мА?
- R = (5 − 2) / 0,02 = 150 Ом. Это основной учебный контроль страницы.
- Можно ли Vs = Vf?
- Нет: нужен запас Vs > Vf, иначе разность нулевая или отрицательная и ток не задаётся этой формулой.
- Это делитель на два резистора?
- Нет. Делитель делит вход между двумя R. Здесь один гасящий резистор и светодиод с фиксированным Vf.
- Как проверить ток обратно?
- If = (Vs − Vf) / R. При 5 В, 2 В и 150 Ом снова 20 мА.
- Где хаб?
- Электроника. Родитель электрика.
Источники
- Учебная электроника: R = (Vs − Vf)/If для светодиода, инвертирующий ОУ G = −Rf/Rin, неинвертирующий G = 1 + Rf/Rg, fc = 1/(2πRC), GdB = 20 log10(Vout/Vin).