ทำไมตัวต้านทานจำเป็นต้องอยู่บนขั้วบวกของ LED

กรุณาใจดีฉันเป็นนกอีเล็กทรอนิกส์ นี่เป็นการอ้างอิงถึงการรับ LED เพื่อปล่อยโฟตอน

จากสิ่งที่ฉันอ่าน (เริ่มต้นใช้งานในอิเล็กทรอนิกส์ - Forrest Mims III และ Make: Electronics) อิเล็กตรอนจะไหลจากด้านลบมากขึ้นไปยังด้านบวกมากขึ้น

ในการทดสอบตัวอย่าง (เกี่ยวข้องกับเซลล์แห้งหลักสวิตช์ SPDT ตัวต้านทานและ LED) ระบุว่าตัวต้านทานต้องเชื่อมต่อกับขั้วบวกของ LED ในใจของฉันถ้าอิเล็กตรอนไหลจากลบไปเป็นบวกจะไม่ไหลอิเล็กตรอนผ่าน LED ก่อนตัวต้านทาน จึงทำให้ตัวต้านทานไม่มีจุดหมายหรือไม่

ตัวต้านทานสามารถอยู่ทั้งสองด้านของ LED แต่ต้องมีอยู่ เมื่อส่วนประกอบสองชิ้นขึ้นไปอยู่ในอนุกรมกระแสจะเหมือนกันทั้งหมดดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าจะเรียงตามลำดับใดฉันคิดว่าวิธีอ่าน "ตัวต้านทานต้องเชื่อมต่อกับขั้วบวก" เป็น "ตัวต้านทานไม่สามารถตัดออกจากวงจรได้"

ไม่มันจะไม่ทำให้ตัวต้านทานไม่มีจุดหมาย ลองนึกภาพถ้าตัวต้านทานมีขนาดใหญ่มากมันจะป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนไหลอย่างสมบูรณ์ มันสำคัญกับ LED ด้านใด ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็จะทำให้วงจรแตกและป้องกันกระแสไม่ให้ไหล

อย่าคิดถึงอนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านวงจร อนุภาคที่มีประจุไม่ได้ถูกใช้งานโดย LED พวกเขาผ่านมันไปและการเคลื่อนไหวของพวกเขาคือสิ่งที่นำพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง

ลองนึกถึงอนุภาคทั้งหมดที่เคลื่อนที่ในทุกจุดในวงจรพร้อมกันเช่นเข็มขัดหรือโซ่ หากคุณชะลอการเคลื่อนที่ของโซ่ ณ จุดหนึ่งมันก็จะเคลื่อนที่ช้าลงในทุก ๆ จุดเช่นกันเนื่องจากลิงก์ผลักและดึงซึ่งกันและกัน

ฉันอ่านการเริ่มต้นใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ตอนเป็นเด็กและฉันคิดว่ามันสอนความคิดแบบนี้ไม่ดี ฉันต้องแก้ปัญหาทุกอย่างในวิทยาลัยและไม่แนะนำ ลองใช้สิ่งนี้แทน:

• http://amasci.com/miscon/eleca.html#electron
• http://amasci.com/miscon/eleca.html#circle
• http://amasci.com/amateur/elecdir.html

ลองวงจรนี้ เมื่อคุณปรับค่าความต้านทานมันจะลดประจุก่อนที่ตัวต้านทานเท่านั้นหรือจะเปลี่ยนความเร็วของประจุทั้งหมดในวงจรทั้งหมดหรือไม่?

ไม่ว่าจะวางต้านทานไว้ด้านใดมันจะ จำกัด ปริมาณของกระแสที่ไหลผ่าน LED โดยทั่วไปแล้วจะง่ายกว่ามากหากไม่คิดเกี่ยวกับสิ่งที่อิเล็กตรอนทำอยู่และแทนที่จะคิดในแง่ของความต้านทานกระแสไฟฟ้าแรงดันและพลังงานบางครั้ง

ในกรณีของ LED ถ้าคุณเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ข้าม LED, LED จะทำหน้าที่เหมือนความต้านทานเกือบ 0 ซึ่งจะขึ้นอยู่กับ V = IR (หรือ V / R = I) จะส่งผลให้ปัจจุบันมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งทำให้ LED เป็น "pop"

คุณต้องเชื่อมต่อตัวต้านทานเพื่อตั้งค่าปัจจุบันที่ LED ของคุณคาดหวัง

ตัวต้านทานไม่จำเป็นต้องอยู่ด้านขั้วบวก แต่จะต้องอยู่ที่นั่น (เว้นแต่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเท่ากับหรือน้อยกว่าแรงดันตกของ LED)

ท้ายที่สุดถ้าคุณมีแหล่งพลังงาน 9 โวลต์และ LED ที่ลดลง 2 โวลต์ดังนั้นอีก 7 โวลต์จะต้องลดลงบางแห่ง

ดูหนังสือForrest Mims IIIอีกครั้ง มันไม่ได้อ้างว่าตัวต้านทานจะต้องอยู่ในขั้วบวกและมีตัวอย่างที่พวกเขาอยู่ในแคโทด ในหนังสือฉบับปี 1988 ของฉันมีการแนะนำการป้องกันซีรี่ส์สำหรับ LED ในหน้า 69:

LED DRIVE CIRCUIT - เนื่องจาก LED ขึ้นอยู่กับกระแสไฟจึงจำเป็นต้องป้องกันกระแสเกินด้วยตัวต้านทานแบบอนุกรม LED บางตัวมีตัวต้านทานแบบอนุกรมในตัว ส่วนใหญ่ทำไม่ได้

สูตรจะได้รับเกี่ยวกับวิธีการคำนวณความต้านทานจากแรงดันและกระแสของ LED ไปข้างหน้า แผนภาพประกอบมีตัวต้านทานบนขั้วบวกโดยละเลยที่จะอธิบายว่าตัวเลือกเป็นไปตามอำเภอใจ

อย่างไรก็ตามในหน้าเดียวกันอุปกรณ์ "ตัวบ่งชี้ขั้ว LED" ได้รับการแนะนำโดยที่ไฟ LED สองด้านกลับกันจะมีตัวต้านทานซึ่งจำเป็นต้องใช้กับขั้วบวกของขั้วหนึ่งและขั้วลบของอีกขั้วหนึ่ง ใน "ตัวบ่งชี้ขั้ว tri-state" ตัวต้านทานขีด จำกัด อยู่ด้านอุปทานมากกว่าด้านกราวด์ด้วย

โดยปกติแล้วจะดีกว่าในบางแง่มุม (ถ้ามีตัวเลือก) เพื่อให้อุปกรณ์สำคัญเชื่อมต่อกับพื้นดินและอุปกรณ์โดยรอบเช่นตัวต้านทานการให้น้ำหนักจะอยู่ทางด้านอุปทาน

ในวงจรไฟฟ้าแรงสูงตัวเลือกระหว่างโหลดด้านอุปทานหรือด้านกราวด์นั้นสำคัญจากมุมมองด้านความปลอดภัย ตัวอย่างเช่นคุณควรวางสวิตช์ไฟที่ด้านร้อนของหลอดไฟหรือบนกลาง? หากคุณต่อสายสวิตช์เพื่อให้หลอดไฟถูกปิดโดยการขัดจังหวะการคืนค่าเป็นกลางนั่นหมายความว่าซ็อกเก็ตหลอดไฟนั้นเชื่อมต่อกับร้อนอย่างถาวร! ซึ่งหมายความว่าหากมีคนปิดสวิตช์ก่อนที่จะเปลี่ยนหลอดไฟไม่ได้ปลอดภัยกว่าจริง ๆ แผงหลักจะต้องใช้เพื่อแบ่งการเชื่อมต่อร้อนกับซ็อกเก็ต ในวงจรแบตเตอรีไม่มีพื้นปลอดภัย: เทอร์มินัลลบถูกกำหนดโดยพลการว่าเป็นการส่งคืนทั่วไปและใช้คำว่า "กราวด์" สำหรับคอมมอนนั้น

ไม่ว่าอุปกรณ์โหลดนั้นจะเป็นด้านกราวด์หรือด้านอุปทานก็สร้างความแตกต่างได้เช่นกันหากแรงดันไฟฟ้าจากอุปกรณ์นั้นถูกส่งไปยังวงจรอื่นที่ใช้สำหรับจุดประสงค์บางอย่าง 1.2V LED ที่มีขั้วบวกเชื่อมต่อกับ 5V จะให้ 3.8V การอ่านจากแคโทดหากกระแสปัจจุบัน ถ้าแคโทดต่อลงดินแทนแล้วขั้วบวกจะให้ค่าการอ่าน 1.2V ดังนั้นการจัดวางตัวต้านทานจะไม่สำคัญหากไม่มีสถานการณ์ดังกล่าวในวงจร: ไม่มีการเชื่อมต่อที่สามกับทางแยกระหว่างตัวต้านทานและ LED ซึ่งมีผลต่อวงจรอื่น ๆ

LED ไม่จำเป็นต้องมีตัวต้านทานที่ด้านขั้วบวกหรือด้านขั้วลบ มันจำเป็นต้องมีข้อ จำกัด ในปัจจุบันอย่างใดและตัวต้านทานเป็นหนึ่งวิธีในการทำเช่นนั้น

วิธีอื่น ๆ ในการ จำกัด กระแส:

• ใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าแทนแหล่งจ่ายแรงดัน
• ทำให้แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้ามากใกล้เคียงกับแรงดันไปข้างหน้าของ LED อาศัยต้านทานภายในไฟ LED ที่จะ จำกัด ในปัจจุบันให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย
• ปรับรอบการทำงานของแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ LED ไม่เคยมีการกระจายความร้อนในปริมาณที่ถูกทำลาย

สิ่งเหล่านี้เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ซับซ้อนสำหรับปัญหาการ จำกัด ในปัจจุบัน ซีรีย์ตัวต้านทานมักจะเป็นทางออกที่ดีกว่า (แต่ไม่เสมอไป)

หากการตรวจสอบกระแสผ่าน LED มีความสำคัญสำหรับคุณให้วางตัวต้านทานไว้ที่ด้านล่าง ดังนั้นจะเป็นการง่ายกว่าที่จะวัดกระแสในแต่ละ LED โดย "ง่ายขึ้น" ฉันหมายถึงคุณแก้ไขโพรบของโวลต์มิเตอร์เป็น GND และใช้อีกโพรบหนึ่งเพื่ออ่านแรงดันบนตัวต้านทาน ดังนั้นกระแสผ่าน LED จะเป็น:

$I_{LED} = \frac{V_R}{R} \\ \begin{matrix} I_{LED} & : & \mbox{The current through the LED} \\ V_R & : & \mbox{The voltage on the resistor} \\ R & : & \mbox{Resistor series with the LED} \\ \end{matrix}$

หากคุณต้องการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าบนไฟ LED คุณควรเชื่อมต่อไฟ LED เข้ากับด้านที่ต่ำ ดังนั้นคุณสามารถอ่านแรงดันไฟฟ้าได้โดยแก้ไขโพรบตัวใดตัวหนึ่งเป็น GND

หากคุณไม่สนใจเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟบน / ผ่านไฟ LED (เช่นคุณกำลังทำงานกับวงจรดิจิตอลหรือไฟ LED เป็นเพียงตัวบ่งชี้เท่านั้น) ดังนั้นมันจึงไม่สำคัญว่าคุณจะเชื่อมต่อไฟ LED และด้านใด ตัวต้านทาน

ฟังก์ชั่นมันไม่สำคัญ องค์ประกอบ (LED และตัวต้านทานโหลด) อยู่ในอนุกรมดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านพวกมันจะเหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงลำดับที่พวกมันติดอยู่

ที่กล่าวว่าถ้า LED ขับเคลื่อนด้านต่ำฉันมีความต้องการที่จะใส่ตัวต้านทานโหลดจาก VDD ไปยัง LED แอโนด เหตุผล? เชื่อมต่อด้วยวิธีนี้หากมีสั้น ๆ ที่ GND ที่ขั้วบวก (จากการพูดการสอบสวนขอบเขตที่ผิดพลาด) จากนั้นจะไม่ฆ่า LED ในทางกลับกันถ้าขั้วบวก LED เชื่อมโยงกับ VDD และตัวต้านทานโหลดไปยังแคโทดการลัดวงจรแคโทด LED ทำให้แหล่งจ่ายเต็มรูปแบบข้าม LED ซึ่งทำให้เสียง popping ดี ...

มันไม่จำเป็นต้องเป็นขั้วบวกหรือแคโทดด้านใดเนื่องจากมันไม่มีขั้ว แต่ฉันทำในด้านขั้วบวกสำหรับ LED เดียวและด้านขั้วลบใน LED ซีรี่ส์ การเชื่อมต่อแบบขนานที่ด้านแคโทด