Weerstandswaarden berekenen voor LED-schakelingen: stapsgewijze handleiding

Hoe de waarde van de weerstand voor verschillende typen LED-schakelingen te vinden

De volgende stapsgewijze tutorial helpt u de juiste waarde van de weerstand (of weerstanden) te vinden voor één of meerdere LEDs en LED-strings om aan te sluiten op batterij en voeding.

Als u dit onderwerp leest, zult u in staat zijn om:

• De waarde van weerstanden voor verschillende LED-schakelingsschema's te berekenen
• De doorlaatstroom van LEDs te berekenen
• De doorlaatspanning voor verschillende LED-schakelingen te berekenen
• LEDs in serie met batterij aan te sluiten
• LEDs in parallel met batterij aan te sluiten
• LEDs in serie-parallel combinatieschakelingen aan te sluiten

Update: U kunt ook deze LED-weerstand calculator hiervoor gebruiken

Typisch LED-symbool, constructie en pootidentificatie.

Klik op afbeelding om te vergroten

Voordat we in detail gaan, proberen we de onderstaande eenvoudige schakeling te begrijpen, zodat de andere berekeningen makkelijker te begrijpen zijn.

Klik op afbeelding om te vergroten

Dit is de simpelste LED-serie-schakeling ooit.

Hier is de voedingsspanning 6V, LED doorlaatspanning (V_F) is 1,3 volt en doorlaatstroom (I_F) is 10mA.

Nu is de waarde van de weerstand (die we in serie met de LED zullen aansluiten) voor deze schakeling:

Weerstandswaarde = (V_voeding– V_F)/ I_F = (6 - 1,3) / 10mA = 470 Ω

Stroomtrekking = 20mA

Weerstandsvermogensformule voor deze schakeling

Weerstandsvermogen = I_F² x Weerstandswaarde = (10mA)² x 470 Ω = 0,047W = 47mW

Maar dit is de minimaal vereiste weerstandswaarde om te zorgen dat de weerstand niet oververhit, dus het wordt aanbevolen het vermogen te verdubbelen dat u berekend heeft, dus kies 0,047W x 2 = 0,094W = 94mW weerstand voor deze schakeling. Weerstandsvermogen (waarde verdubbeld) = 0,094W = (94mW)

Houd ook rekening met:

• Het is moeilijk de exacte vermogenswaarde weerstanden te vinden die u berekend hebt. Over het algemeen komen weerstanden in 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, 2 watt, 5 watt, etc. Kies daarom de nächst hogere vermogenswaarde. Bijvoorbeeld, als uw berekende waarde 0,789W = 789mW is, selecteer dan 1W weerstand.
• Het is moeilijk de exacte weerstandswaarde te vinden die u berekend hebt. Over het algemeen komen weerstanden in standaardwaarden. Als u de exacte waarde niet vindt, selecteer dan de volgende standaardwaarde. Bijvoorbeeld, als de berekende waarde 313,5Ω is, gebruikt u de dichtstbijzijnde standaardwaarde 330Ω. Als de dichtstbijzijnde waarde niet dicht genoeg is, kunt u deze maken door weerstanden in serie-parallel te schakelen.
• I_F = Doorlaatstroom van LED: Dit is de maximale stroom die de LED continu kan aan. Het wordt aanbevolen 80% van de nominale doorlaatstroom te geven voor lange levensduur en stabiliteit. Bijvoorbeeld, als de nominale stroom 30mA is, moet u de LED op 24mA laten lopen. Stroom boven dit bedrag verkort de levensduur of kan de LED laten roken en branden.
• Als u de LED-doorlaatstroom nog steeds niet kunt vinden, neem dan 20mA aan omdat een typische LED op 20mA werkt.
• V_F = Doorlaatspanning van LED: Dit is de doorlaatspanning van de LED d.w.z. de spanningsval bij toepassing van de nominale doorlaatstroom. U vindt deze gegevens op de LED-verpakking, maar ligt ergens tussen 1,3V tot 3,5V afhankelijk van type, kleur en helderheid. Als u de doorlaatspanning nog steeds niet vindt, sluit de LED dan via 200Ω aan op 6V batterij. Meet nu de spanning over de LED. Het zal 2V zijn en dit is de doorlaatspanning.

Formule voor het vinden van de weerstandswaarde(n) om LEDs in serie te schakelen:

Hieronder een andere eenvoudige LEDs (LEDs in serie aangesloten) schakeling. In deze schakeling hebben we 6 LEDs in serie aangesloten. Voedingsspanning is 18V, de doorlaatspanning (V_F) van LEDs is 2V en de doorlaatstroom (I_F) is 20mA elk.

Klik op afbeelding om te vergroten

Weerstandswaarde (LEDs in serie) = (V_voeding – (V_F x aantal LEDs)) / I_F

Hier is de totale doorlaatspanning (V_F) van 6 LEDs = 2 x 6 = 12V

en de doorlaatstroom (I_F) is hetzelfde (d.w.z. 20mA)

(Let op: dit is een seriekring, dus de stroom in een seriekring is in elk punt gelijk terwijl spanningen optellen) Nu is de waarde van de weerstand (voor serie-schakeling):

= (V_voeding – (V_F x aantal LEDs)) / I_F = (18 – (2 x 6)) / 20mA

= (18-12) / 20mA = 300 Ω

Totale stroomtrekking = 20mA

(Dit is een seriekring, dus stromen zijn gelijk) Weerstandsvermogen

= I_F² x Weerstandswaarde = (20mA)² x 300 Ω = 0,12 = 120mW

Maar dit is de minimaal vereiste weerstandswaarde om te zorgen dat de weerstand niet oververhit, dus het wordt aanbevolen het vermogen te verdubbelen dat u berekend heeft, dus kies 0,12W x 2 = 0,24W = 240mW weerstand voor deze schakeling. Weerstandsvermogen (waarde verdubbeld) = 0,24W = (240mW)

Formule voor het vinden van de weerstandswaarde(n) om LEDs in parallel te schakelen (met gemeenschappelijke weerstand):

Klik op afbeelding om te vergroten

In deze schakeling hebben we LEDs in parallel aangesloten met gemeenschappelijke weerstand. Voedingsspanning is 18V, de doorlaatspanning (V_F) van LEDs is 2V en de doorlaatstroom (I_F) is 20mA elk.

Weerstandswaarde (LEDs in parallel met gemeenschappelijke weerstand) = (V_voeding – V_F)/ (I_F x aantal LEDs)

Hier is de totale doorlaatstroom (I_F) van 4 LEDs = 20mA x 4 = 0,08A, en de doorlaatspanning (V_F) is hetzelfde (d.w.z. 2V)

(Let op: dit is een parallelschakeling, dus spanning in parallelschakeling is in elk punt gelijk terwijl stromen optellen).

Nu is de waarde van de weerstand (voor parallelschakeling met gemeenschappelijke weerstand):

= (V_voeding – V_F)/ (I_F x aantal LEDs)

= (18 – 2) / 0,08

= 200 Ω

Totale stroomtrekking = 20mA x 4 = 80mA

(Dit is een parallelschakeling, dus stromen tellen op)

Weerstandsvermogen = I_F² x Weerstandswaarde = (20mA)² x 200Ω = 0,08W = 80mW

Maar dit is de minimaal vereiste weerstandswaarde om te zorgen dat de weerstand niet oververhit, dus het wordt aanbevolen het vermogen te verdubbelen dat u berekend heeft, dus kies 1,28W x 2 = 2,56W weerstand voor deze schakeling. Weerstandsvermogen (waarde verdubbeld) = 2,56W (280mW)

Formule voor het vinden van de weerstandswaarde(n) voor het aansluiten van LEDs in parallel (met afzonderlijke weerstand)

Klik op afbeelding om te vergroten

Dit is een andere manier om LEDs in parallel te schakelen met afzonderlijke weerstanden. In deze schakeling hebben we 4 LEDs in parallel aangesloten met afzonderlijke weerstanden. Voedingsspanning is 9V en de doorlaatspanning (V_F) van LEDs is 2V en de doorlaatstroom (I_F) is 20mA elk.

Weerstandswaarde (LEDs in parallel met afzonderlijke weerstand) = (V_voeding – V_F)/ I_F Hier is de totale doorlaatspanning (V_F) van LEDs = 2 en doorlaatstroom (I_F) 20mA (d.w.z. 20mA)

(Let op: dit is een parallelschakeling, maar we berekenen de weerstandswaarde voor elke sectie, niet voor de hele schakeling. In elke sectie wordt de schakeling in serie-positie (verwijs naar de serie-schakeling formule of de 1^e eenvoudige schakeling hierboven, u zult zien dat deze hetzelfde zijn)

Nu is de waarde van de weerstand (voor parallelschakeling met afzonderlijke weerstanden):

= (V_voeding – V_F)/ I_F = (9 – 2) / 20mA = 350 Ω

Totale stroomtrekking = 20mA x 4 = 80mA (dit is een parallelschakeling, dus stromen tellen op)

Weerstandsvermogen = I_F² x Weerstandswaarde = (20mA)² x 350 Ω = 0,14 = 140mW

Maar dit is de minimaal vereiste weerstandswaarde om te zorgen dat de weerstand niet oververhit, dus het wordt aanbevolen het vermogen te verdubbelen dat u berekend heeft, dus kies 0,14W x 2 = 0,28W = 280mW weerstand voor deze schakeling. Weerstandsvermogen (waarde verdubbeld) = 0,28W (280mW)

Er is nog een manier (serie-parallel combinatie) om LEDs met batterij te verbinden; als u deze eenvoudige berekening begrepen hebt, ben ik zeker dat u de weerstandswaarden voor serie-parallel combinatie LED-verbindingsschakelingen ook eenvoudig kunt berekenen.

Gerelateerde posts:

• Weerstandskleurcode calculator
• RMS spanning calculator
• Spanningsval calculator
• Wet van Ohm calculator
• Draad & kabel grootte calculator in AWG
• Elektrische draad & kabel grootte calculator (koper & aluminium)