จะเกิดอะไรขึ้นถ้า LED เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าที่มากกว่าแรงดันตก

9

ความเข้าใจเกี่ยวกับความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าของฉันนั้นแย่มาก ฉันได้ยินว่าด้วยกฎของ Kirchhoff (ในคำพูดของฉันโปรดแก้ไข) แรงดันไฟฟ้าที่ใช้โดยวงจรจะต้องเท่ากับแรงดันที่ให้มา ตัวอย่างเช่นหากฉันมีแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ฉันต้องใช้แบตเตอรี่ทั้ง 9 โวลต์

ให้บอกว่าฉันมีไฟ LED ที่มีแรงดันไบแอสไปข้างหน้าปกติ 3.1 V ซึ่งหมายความว่าจะสูญเสีย 3.1 V ในขณะที่สร้างแสง ไฟ LED จะใช้ถ้า 9 V ถูกใช้ไหม?

มันน่าจะเป็นจริง แต่ตัวอย่างที่ดีจะทำให้ฉันเข้าใจได้ง่ายขึ้น

voltage

— เบลค
แหล่งที่มา

2

โปรดใช้ถ้อยคำใหม่หัวเรื่องและหัวเรื่องเพื่อให้ชัดเจนขึ้น ลองใช้แรงดันไฟฟ้าข้อกำหนดกระแสและความต้านทาน

— คล่องแคล่ว

3

ความเข้าใจเกี่ยวกับความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าของฉันนั้นแย่มากบางทีคุณอาจต้องการแก้ไขโดยการศึกษาและทดลองกับมัลติมิเตอร์หลอดไฟและแบตเตอรี่? หากคุณต้องการ "ทำอะไรบางอย่าง" ด้วยไฟฟ้าอย่างน้อยก็ต้องพยายามเรียนรู้ การแก้ตัวล่วงหน้าเป็นเรื่องง่อยมาก (และคุณไม่ใช่คนเดียว btw ดูเหมือนจะเป็นเรื่องธรรมดาในทุกวันนี้)

— Bimpelrekkie

9

@ เห็นสิ่งที่คุณโทรถามคำถามแล้ว? นั่นเป็นความพยายามที่จะเรียนรู้หรือไม่?

— Passerby

3

กุญแจสำคัญที่คุณควรได้รับจากคำตอบเหล่านี้: แบบจำลองที่สะอาดดีของวิธีการทำงานของวงจรนั้นใช้ได้กับวงจร "ที่สมเหตุสมผล" เท่านั้น เมื่อคุณเลือกที่จะทำอะไรบางอย่างนอกขอบเขต (เช่นการเชื่อมต่อ LED กับแบตเตอรี่ที่ไม่มีตัวต้านทานในวงจร) วงจรจะไม่ถูกจำลองแบบง่าย ๆ ด้วยโมเดลแบบง่ายเหล่านั้นอีกต่อไป ขณะนี้คุณมีการใช้มากรุ่นที่สมบูรณ์มากขึ้นซึ่งอาจใช้เวลาการจัดการที่ดีของเวลาและความรู้ในการใช้งาน ทางออกที่ดีที่สุด: อย่าทำสิ่งที่ไม่ดีกับวงจรของคุณเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้น!

— Cort Ammon

3

โค้ง IV จะดีมากที่จะมีในคำตอบ

— เอริคจอห์นสัน

28

นี่เป็นหนึ่งในสถานการณ์ที่ปัญหาของคุณไม่ดีเท่าที่คุณวิเคราะห์หรือความรู้พื้นฐานที่คุณอาจมี แต่เพียงว่าคุณไม่มีเงื่อนงำสิ่งที่คุณไม่รู้ สิ่งนี้จะทำให้ก้าวแรกสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สูงมาก

ในตัวอย่างของคุณคุณไม่รู้อะไรเกี่ยวกับแบตเตอรี่

แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของแบตเตอรี่ในอุดมคติจะไม่เปลี่ยนแปลง (อย่างน้อยก็จนกว่าจะใช้ความจุพลังงานทั้งหมด) ดังนั้นจะต้องมีปัจจัยที่มีผลต่อแรงดันไฟฟ้าของขั้วและความจุพลังงานที่มีประโยชน์ รายการย่อคือเคมีปริมาณวัสดุอุณหภูมิและการออกแบบแอโนด / แคโทด
แบตเตอรี่ที่ใช้งานได้จริงมีความจุ จำกัด และปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่มีอิทธิพลต่อแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลและความสามารถในการใช้กระแสไฟฟ้าที่มีศักยภาพสามารถถูกรีดเป็นองค์ประกอบของรูปแบบที่เรียกว่า ในรูปแบบสำหรับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่จะเป็นเศษส่วนของโอห์ม อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ยังมีองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นความจุและการเหนี่ยวนำเพื่อให้สถานการณ์ซับซ้อนขึ้น คุณสามารถเริ่มต้นโดยการอ่านเกี่ยวกับสินค้าแบตเตอรี่ที่มีข้อความเช่นนี้

ตัวอย่างที่ดีของแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่มีความต้านทานภายในน้อยมากคือแบตเตอรี่รถยนต์ 12 V ที่นี่เมื่อคุณสตาร์ทรถจะใช้พลังงานหลายร้อยแอมป์ (กิโลวัตต์ของพลังงานและกระแสในช่วง 600 A) เพื่อหมุนมอเตอร์และแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลอาจลดลงจาก 13.8 V (แบตเตอรี่รถยนต์ตะกั่วกรดที่ชาร์จเต็ม) เท่านั้น 10 V เมื่อหมุน ดังนั้นความต้านทานภายในอาจเป็น (โดยใช้กฎของโอห์ม) เพียง 6 มิลลิวินาทีหรือมากกว่านั้น
คุณสามารถปรับความคิดของตัวอย่างนี้เป็นแบตเตอรี่ขนาดเล็กเช่นแบตเตอรี่ AA, AAA และ C และอย่างน้อยก็เริ่มเข้าใจถึงความซับซ้อนของแบตเตอรี่

ทีนี้คุณไม่รู้อะไรเกี่ยวกับไฟ LED?

ความซับซ้อนของแบบจำลองไฟฟ้าสำหรับไดโอด (ไม่ว่าจะเป็นเพียงวงจรเรียงกระแสหรือ LED) นั้นยิ่งใหญ่มาก แต่เราสามารถทำให้มันลดลงตรงนี้และบอกว่ามันง่ายที่สุดคุณสามารถแทนไดโอดด้วยแรงดัน Bandgap กับตัวต้านทานอนุกรม คุณสามารถเริ่มต้นที่นี่โดยการเริ่มต้นที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับแพคเกจจำนวนมากและเครื่องเทศนี้การอภิปรายเกี่ยวกับ StackExchange อาจจะเป็นจุดที่ดีเขี่ย
อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำทั้งหมดมีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติเกี่ยวกับปริมาณพลังงานที่สามารถกระจายได้ สิ่งนี้สัมพันธ์กับขนาดทางกายภาพของอุปกรณ์เป็นหลัก อุปกรณ์ที่ใหญ่กว่าก็ยิ่งใช้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น

ตอนนี้คุณสามารถพิจารณา LED ของคุณ คุณควรเริ่มต้นด้วยการพยายามทำความเข้าใจแผ่นข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ ในขณะที่คุณสมบัติหลายอย่างที่คุณไม่เข้าใจคุณรู้อยู่แล้ว (จากคำถามของคุณ) แรงดันไปข้างหน้า (Vf) และคุณอาจพบข้อ จำกัด ปัจจุบันและการกระจายพลังงานสูงสุดในแผ่นข้อมูล
อาวุธที่คุณสามารถเข้าใจถึงความต้านทานอนุกรมที่คุณต้องการ จำกัด กระแสไฟฟ้าเพื่อให้คุณไม่ต้องเกินขีด จำกัด การกระจายพลังงานของ LED

กฎแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff ให้คำแนะนำอย่างใหญ่หลวงว่าเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าข้าม LED มีค่าประมาณ 3.1 V (และเส้นโค้งปัจจุบันของแผ่นข้อมูลจะบอกว่าคุณไม่สามารถใช้งาน 9 V ได้) คุณต้องมีส่วนประกอบแบบก้อนอื่นในวงจร

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

หมายเหตุ: ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ที่แสดงด้านบนระบุไว้เพียงเพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ความต้านทานภายในอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่ ตรวจสอบแผ่นข้อมูลแบตเตอรี่ของคุณ

องค์ประกอบที่ไม่รู้จักด้านบนอาจเป็นเพียงเส้นลวด (ไม่มีองค์ประกอบ) ได้หรือไม่?
มันสามารถ .... แต่เราสามารถคำนวณผลลัพธ์ได้อย่างง่ายดาย
ด้วยองค์ประกอบแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติสองตัว (9 V และ 3.1 V) ตัวต้านทานจะต้องมี 5.9 V อยู่ในนั้น (ห่วงแรงดันไฟฟ้าของ Kirchhoff) กระแสจึงต้องเป็น 5.9 / 10.1 = 584 mA
กำลังงานที่กระจายใน LED คือ (3.1 * 0.584) + (0.584 ^ 2 * 10) = 5.2 วัตต์ เนื่องจาก LED ของคุณอาจมีการจัดอันดับเพียง 300 mW หรือมากกว่านั้นคุณจะเห็นว่ามันจะร้อนขึ้นอย่างมากและในความเป็นไปได้ทั้งหมดจะล้มเหลวภายในไม่กี่วินาที

ทีนี้ถ้าองค์ประกอบที่ไม่รู้จักเป็นตัวต้านทานอย่างง่ายและเราต้องการให้กระแสผ่าน LED เป็นสมมุติว่า 20 mA เรามีเพียงพอที่จะคำนวณค่าได้

แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของแบตเตอรี่จะเป็น (9 - (0.02 * 0.1)) = 8.998 V แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของ LED จะเป็น (3.1 + (0.02 * 10)) = 3.3 V

ดังนั้นแรงดันทั่วตัวต้านทานที่ไม่รู้จักคือ 5.698 และกระแสผ่านมัน 20 mA ดังนั้นตัวต้านทานคือ 5.698 / 0.02 = 284.9 โอห์ม

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ความสมดุลของแรงดันไฟฟ้าวนและ LED จะส่งผ่านค่าที่ออกแบบมาคือ 20 mA การกระจายพลังงานจึงเป็น ((3.3 * 0.02) + (0.02 ^ 2 * 10)) = 70 mW .... หวังว่าภายในความสามารถของ LED ขนาดเล็ก

หวังว่านี่จะช่วยได้

— แจ็ค Creasey
แหล่งที่มา

1

คำตอบที่ดีมากสำหรับผู้ใช้ OP

— User323693

2

@ SunnyskyguyEE75 ที่จุดในคำถาม OPs ไม่ได้ระบุแบตเตอรี่ คุณมีสิทธิที่อัลคาไลน์ PP9 จะไม่ได้มี 100m โอห์ม ... แต่มีแบตเตอรี่แตกต่างกันเพียงมากมายเช่นนี้ ( dependableexpendables.com/products/titanium-9v-lithium-battery ) ที่จะส่งมอบ 1A ฉันจะระบุแบตเตอรีหรือไม่ ฉันให้ตัวอย่างการทำงานในข้อความและในคำตอบที่ระบุความต้านทานภายใน ดังนั้นอีกครั้งคุณเป็นเพียงดาบแสนยานุภาพที่จะทำให้เสียง

— แจ็ค Creasey

1

ดังนั้นชี้ไปที่ AA หรือ AAA กล่าวถึง? …. เพียงแค่ใช้แบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์….

— แจ็ค Creasey

1

@ SunnyskyguyEE75 คุณเป็นคนหนึ่งที่จะยกระดับว่านี่อาจเป็นเซลล์ 1.5V นี่เป็นเพียงความจุลิเธียมสูงปกติ: data.energizer.com/pdfs/l522.pdf สิ่งนี้จะส่งมอบอย่างน้อย 500mA ในช่วงเวลาสั้น ๆ แน่นอนนานพอที่จะเผาไฟ LED

— Jack Creasey

1

ไปข้างหน้าและลงคะแนน…. ฉันจะผิดหวังถ้าคุณไม่ได้

— แจ็ค Creasey

24

ใช่ LED น่าจะเสียหาย นั่นคือเรื่องสั้น

ในความเป็นจริงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงเล็กน้อยเพราะจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลออกเป็นจำนวนมาก (แบตเตอรี่มีความต้านทานภายในซึ่งแตกต่างกันไปตามสถานะการชาร์จ, ประวัติการคายประจุ, อุณหภูมิและปัจจัยอื่น ๆ - อาจจะน้อยมากแรงดันไฟ LED จะเพิ่มขึ้น (LEDs เพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ในปัจจุบันเป็นวิธีที่ไม่เป็นเชิงเส้น) จนกระทั่งพบว่าสอง (ถ้าคุณไม่สนใจบิตของการลดลงในสาย)

สมมุติว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงถึง 5V และแบตเตอรี่กำลังส่ง 1.5A นั่นหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า LED เป็น 5V และมันจะกระจาย 5V * 1.5A = 7.5W ซึ่งหมายความว่ามันจะไหม้อย่างรวดเร็วมากโดยสมมติว่าเป็น LED ขนาด 3 มม. หรือ 5 มม.

หาก LED 3.1V ของคุณเป็นลูกเต๋า LED แบบขนานและสามารถจัดการได้อย่างปลอดภัย 2A เช่นกันแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงถึงระดับ 3.1V (เนื่องจากความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ เช่นเดียวกับด้านบน) และไฟ LED จะสว่างขึ้นด้วยกำลังไฟเข้าประมาณ 6W แน่นอนว่าแบตเตอรี่จะหมดอย่างรวดเร็ว (ที่ดีที่สุด - หรืออาจร้อนจัดและอาจระเบิดได้อย่างรุนแรงบางประเภทเช่นแบตเตอรี่ NiCd หรือแบตเตอรี่ลิเธียมที่ไม่มีการป้องกันบางชนิดอาจมีอันตรายมากกว่าที่อื่น

— Spehro Pefhany
แหล่งที่มา

4

"แบตเตอรี่หมดเร็ว" - หรือเผา หรือระเบิด มีข้อ จำกัด ทั้งสำหรับ LED และแบตเตอรี่

— Mołot

1

@ Mołotตัวอย่างของแบตเตอรี่ 9V หมายความว่าไม่น่าเป็นไปได้ ฉันเคยเห็น PP3 อัลคาไลน์สองตัวย่อมารวมกันและใช้เป็นช่างซ่อม

— Chris H

@ChrisH ปลอดภัยกว่าดีกว่าขออภัยเราไม่ทราบว่าผู้อ่านในอนาคตจะใช้ PP3 หรือตั้งค่าอื่น 9V หรือแม้กระทั่งแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

— Mołot

@ChrisH มันเป็นความจริง - ถ้ามีคนโชคร้ายพอที่จะใช้ NiCd 9V การระเบิดเป็นไปได้ แก้ไขคำตอบแล้ว

— Spehro Pefhany

1

@ChrisH เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งในสหราชอาณาจักรบอกว่าเขามีคนที่จะระเบิดและฉันไม่มีเหตุผลอะไรที่จะสงสัยเขา - เขาใช้ท่อเหล็กหนาทึบเพื่อเก็บเศษ

— Spehro Pefhany

13

นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น: ก่อนอื่นฉันเชื่อมต่อ LED สีเขียวกับ 9 V อย่างเหมาะสมโดยใช้ตัวต้านทาน 1 kΩเพื่อตรวจจับแรงดันตกค้าง

จากนั้นโดยไม่ต้อง

อย่างน่าประหลาดใจพอหลังจากนั้นอีกครั้งกับตัวต้านทาน LED ยังคงทำงาน แต่หรี่สะดุดตา

อย่าลองทำที่บ้านเด็ก ๆ ... ยกเว้นเฮ้ทำไมไม่ ... มันเป็นวิทยาศาสตร์ !

ทำไมไฟเป็นสีเหลือง / แดงสั้น ๆ ก่อนที่จะ“ ส่องแสง” ฉันไม่รู้ ผลที่ได้อาจแตกต่างกันไปสำหรับ LED ทุกประเภท

— leftaroundabout
แหล่งที่มา

1

ฉันอยากเห็นควันออกมา - ได้โปรด!

— คล่องแคล่ว

อืมบางทีฉันอาจจะลองในวันพรุ่งนี้จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเพิ่งปล่อยให้มันเชื่อมต่อกับ 9V นานกว่าสองสามวินาที ...

— leftaroundabout

1

หากมีคนตัดสินใจลองใส่แว่นตาป้องกัน ไฟ LED โดยเฉพาะอย่างยิ่งแก่ - แก่ ๆ วัตถุโบราณอาจระเบิดและระเบิดออกจากเสื้อได้ LED ที่ใหม่กว่า - ชนิดความสว่างสูง - มักจะหยุดทำงานแทน

— Sredni Vashtar

ฉันเห็นด้วยกับ @SredniVashtar ฉันใช้ LED ที่ชัดเจนซึ่งเพิ่งหมดไปทันที

— เบลค

คล้ายกับไฟ LED "สว่างสีขาว" ขนาด 10mm ที่ไม่มีตัวต้านทาน พวกเขาสว่างขึ้นได้ดี แต่จากนั้นรับหรี่ จากนั้นหรี่ จากนั้น kaput

— SDsolar

8

ในทางปฏิบัติมีตัวต้านทาน "ที่ซ่อนอยู่" หรือตัวกาฝากในตัวอย่างสมมุติของคุณซึ่งคุณไม่ทราบ สำหรับการเริ่มแบตเตอรี่มีความต้านทานอนุกรมภายใน LED ยังมีความต้านทานเช่นเดียวกับการเดินสายไฟทั้งหมดในวงจรของคุณ แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานเหล่านี้ทั้งหมดรวมถึงแรงดันตกคร่อม LED ที่อยู่ภายในจะเพิ่มแรงดันแบตเตอรี่

คำถามเดียวก็คือ: สิ่งนี้เกิดขึ้นในปัจจุบัน? ถ้ามันสูงพอ LED ของคุณจะปรุงและเผาผลาญ ความต้านทานเพิ่มเติมในรูปแบบของตัวต้านทานที่เกิดขึ้นจริงในอนุกรมกับ LED จะป้องกันปัญหานี้ การพิจารณาว่าคุณค่าของตัวต้านทานเป็นโอกาสที่จะใช้กฎของโอห์ม

— Peter Camilleri
แหล่งที่มา

3

และโปรดทราบว่านี่คือเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่ลิเธียมจึงอันตราย - ความต้านทานภายในของมันอยู่ในระดับต่ำพอที่จะทำให้ไฟลุกไหม้ได้

— Loren Pechtel

6

แผนภาพนี้มีโวลต์บน Xaxis และกระแสบน Yaxis ใช้เพื่อ "แก้ปัญหา" สมการของกราฟสำหรับแรงดันไฟฟ้า 2-component-in-series-dividers มันสามารถใช้สำหรับตัวแบ่งความต้านทานบริสุทธิ์หรือที่นี่กับไดโอดและตัวต้านทาน

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ใส่องค์ประกอบที่สองในอนุกรมเพื่อแบ่งปันแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นคุณต้องการให้ LED ทำงานอย่างปลอดภัยด้วย 3.1 โวลต์และให้ RESISTOR ใช้งานที่ไม่จำเป็น [9 - 3.1] = 5.9 โวลต์ ที่ 10mA (ซึ่งคุณสามารถดูได้ 100 โอห์มต่อโวลต์) คุณต้อง 100 โอห์ม / โวลต์ * 5.9 โวลต์ = 590 โอห์ม ค่าทั่วไปคือ 560 Ohms และ 620 Ohms

คุณต้องการวงจรอนุกรมที่นี่: แหล่งกำเนิดที่ 9 โวลต์จากนั้นส่วนประกอบสองเพื่อแบ่งปันแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

ตอนนี้ให้ใช้พล็อต IV เดียวกันกับป้ายชื่อเพื่อแก้ปัญหาแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานแบบทาน

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้}

— analogsystemsrf
แหล่งที่มา

ผู้โหวตนี้ นี่คือคำตอบที่แม่นยำที่สุดทางเทคนิค

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

แต่เพื่อป้องกันความเหนื่อยหน่าย 20mA = 6V / 20mA = 300 Ohm ให้คะแนน 1 / 4W หรือมากกว่า

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

5

คำตอบสำหรับคำถามชื่อของคุณคือ: LED จะสว่างขึ้น

provisio คือปัจจุบันของคุณอยู่ภายในขีด จำกัด ต่ำสุดและสูงสุดของ LED ที่เป็นปัญหา

กระแสไฟฟ้าต่ำจะทำให้มันเผาไหม้สลัวและกระแสที่ได้รับการเผาไหม้จะสดใส กระแสที่มากเกินไปจะเป่า LED

คุณ จำกัด กระแสให้มีค่าที่คุณต้องการ (มักจะ 15 ถึง 20mA) โดยใส่ความต้านทานที่ถูกต้องลงในวงจร

ใช้กฎของโอห์มเพื่อทำสิ่งนั้น R (ohms) = V (volts) / I (แอมป์)

ภายในข้อ จำกัด ที่สมเหตุสมผลแรงดันไฟฟ้าไม่เกี่ยวข้องกับ LED มันเป็นกระแสไฟฟ้าที่สว่างขึ้น แน่นอนคุณจะต้องมีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะเกินแรงดันตกภายในของ LED ที่ต่ำสุด

— Ian Macintosh
แหล่งที่มา

3

จริง ๆ แล้วหนึ่งในคำตอบที่มีประโยชน์ที่สุดยอดสรุป "แรงดันไฟฟ้าค่อนข้างไม่เกี่ยวข้องกับ LED" ขอบคุณ

— เบลค

2

มาที่นี่สำหรับคำตอบนี้

— Florian Castellane

3

อุปกรณ์ 9 V ทั้งหมดไม่เท่ากัน บางคนจะเป่า LED และบางคนจะไม่ (ขึ้นอยู่กับความต้านทานกระแสไฟฟ้าลัดวงจรหรือภายใน)

9 V - 3.1 V = 5.9 V คือ 'หายไป' สิ่งนี้จะหล่นลงในแหล่งจ่ายไฟ 9 V ลวดและด้านใน LED (สิ่งเหล่านี้คือความต้านทานที่ทำให้สูญเสียแรงดันหรือแรงดันตก)

มันยากมากที่จะระเบิดทุกสิ่งโดยไม่ใช้ความร้อน (ยกเว้นสเตติกใน MOS) ความร้อนต้องใช้เวลาในการสร้าง (และปล่อยควัน :-)

ความร้อนที่ทำลายไฟ LED นั้นเกิดจากแรงดันไฟฟ้า 3.1 V, ความต้านทานภายใน LED, กระแส (V / R) และเวลา ความร้อนบางส่วน (ก่อนเกิดควัน) จะหายไปกับสิ่งแวดล้อม นั่นคือเหตุผลที่ฮีทซิงค์ใช้ในบางวงจรเพื่อป้องกันควัน

ฉันหวังว่าคำอธิบายง่ายๆนี้จะช่วยให้คุณเริ่มต้นใช้งาน Google

V = ผม \cdot R,

$V = I\cdot R~,$

P = V \cdot ผม

$P = V\cdot I$ และ

E = P \cdot เสื้อ .

$E = P\cdot t~.$

— skvery
แหล่งที่มา

2

ในการประมาณค่าแรกละเลยความต้านทานภายในไฟ LED มีลักษณะการส่งต่อ I / V แบบเอ็กซ์โปเนนเชียล ในความเป็นจริงนั่นคือลักษณะของชุมทางขั้วต่อไปข้างหน้า: อุปกรณ์จริงมีความต้านทานภายในเป็นอนุกรมโดยทั่วไปจะมีโอห์มบ้าง

การลดลงของแรงดันไฟฟ้า "เล็กน้อย" ของ LED เป็นเพียงจุดเดียวในลักษณะโดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับ 20 mA หรือกระแสไฟฟ้าไปข้างหน้าเล็กน้อยที่กำหนด

เมื่อคุณใส่ LED ข้ามขั้วแบตเตอรี่คุณจะสร้างวงจรอนุกรมที่มีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า "อุดมคติ" ที่ 9 V, LED และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ (พูด 2 โอห์ม)

จุดทำงานของ LED ของคุณคือจุดตัดของลักษณะไปข้างหน้าพร้อมกับสายโหลดที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าต้นทาง (9V) และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าตกที่ LED ของคุณจะสูงกว่าค่ามาตรฐาน 3.1 V.

ถ้า LED ของคุณเป็นอุปกรณ์ที่มีกระแสสูงกระแสจะเกินค่าเล็กน้อยและ LED จะทนทุกข์ทรมานหรือระเบิด

— user2698903
แหล่งที่มา

1

คำตอบที่ดี. คุณหมายถึงอะไรโดย "จุดทำงานของ LED ของคุณคือจุดตัดของลักษณะไปข้างหน้ากับสายโหลดที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าแหล่งที่มา (9V) และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่" มีการแสดงภาพนี้หรือไม่? ขอบคุณ!

— Blake

2

ไฟ LED (และไดโอดทั่วไป) ค่อนข้างแปลก เนื่องจากการประมาณครั้งแรกต่ำกว่าระดับแรงดันไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลจึงไม่มีข้อ จำกัด ในการไหลของกระแส

คิดว่ามันเป็นเขื่อนเมื่อน้ำต่ำกว่าเขื่อนมันจะถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ เมื่อระดับน้ำอยู่เหนือระดับสูงสุดของเขื่อนการไหลของมันจะไม่ จำกัด แต่คุณยังคงสูญเสียปริมาณที่เก็บไว้ด้านหลังเขื่อน

ดังนั้นด้วย LED ที่มีค่า 3.1V หากคุณใช้ 9V คุณยังมี 5.9V ที่จะใช้หมด ตัวต้านทานจะใช้ค่านี้ในวงจรตามที่อธิบายไว้ในกฎของโอห์ม V = I * R หากคุณไม่ได้เพิ่มตัวต้านทานใด ๆ ดังนั้น R คือความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และความต้านทานของสายไฟของคุณ ความต้านทานภายในเหล่านี้มีขนาดเล็กพอที่คุณจะไม่สนใจ แต่ในกรณีนี้มันคือทั้งหมดที่คุณมี ความต้านทานเล็กน้อยและแรงดันไฟฟ้าคงที่หมายความว่ากระแสไฟฟ้าจะสูงมาก LED จะมีกระแสสูงสุดที่สามารถอยู่รอดได้ประมาณ 20mA สำหรับ LED ทั่วไป หากคุณเกินกว่านี้พวกเขาจะร้อนเกินไปและทำลายตัวเอง

อย่างที่ฉันพูดตอนเริ่มต้นนี่เป็นเพียงการประมาณของ LED เท่านั้นในทางปฏิบัติแรงดันไฟฟ้าตกจะเพิ่มขึ้นตามกระแส อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นนั้นไม่มากนักโดยทั่วไปหากคุณอยู่ในสถานการณ์ที่คุณต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นคุณก็กำลังทำบางสิ่งที่ละเอียดอ่อนมากบางสิ่งบางอย่างกำลังสูง การเพิ่มขึ้นอย่างแน่นอนไม่เพียงพอที่จะส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์สุดท้ายในสถานการณ์นี้

— แอนดรู
แหล่งที่มา

คำอธิบายที่ดีจริงๆ ความแตกต่างระหว่างเพดานและแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าคืออะไร? บางคนบอกว่า FV คือ 3.1v แต่คุณบอกว่านั่นคือเกณฑ์ นอกจากนี้ยังเป็นปัจจุบันซึ่งเผาไฟ LED หรือแรงดันไฟฟ้า? ขอบคุณ!

— เบลค

1

ทุกอย่างมีความต้านทาน ระยะเวลา!

ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่ (ESR), ไดโอด (Rs), ตัวเหนี่ยวนำ (DCR) แคป (ESR) และแม้กระทั่งตัวต้านทาน (R);
- “ Kirchhoff voltage loop (KVL)” สอนวิธีการใช้“ แรงดันไฟฟ้าที่เหลือ”
  - นี่คือหลังจากที่แรงดันไฟฟ้าของอุปทานทั้งหมดจะถูกเพิ่มหรือลบ
  - กับผลรวมของชิ้นส่วนทั้งหมดในซีรีส์ซึ่งแต่ละคนมีความต้านทาน
- ดังนั้น KVL จะสอนวิธีคำนวณค่ากระแสหรืออัตราการไหลของประจุไฟฟ้าในหน่วยของ Amperes หรือ“ Amps” = 1,000 milliamperes (mA)
ดังนั้นสิ่งนี้“ สิ่งที่เหลืออยู่ V” จึงข้ามผลรวมของทุกส่วน R ในลูป
- เมื่อเป็นตัวนำตัวนำที่ดีเรามักจะมองข้ามความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าตก (แต่ไม่เสมอไป)
ดังนั้นฉัน = V / R ของแต่ละส่วนหลังจากแรงดันไฟฟ้าที่เหลือและผลรวมของความต้านทานห่วงแสดงเป็นอัตราส่วน
ชิ้นส่วนที่สามารถจัดการพลังงานได้จำนวนมากต้องมี R ต่ำ (ยกเว้นในทฤษฎีโรงเรียนประถมเราบอกว่าแบตเตอรี่ในอุดมคติมี R = 0)
ความคล้ายคลึงกันของไดโอดทั้งหมดมีความต้านทานต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์, Vt, ถ้าได้รับการจัดอันดับสำหรับพลังงานที่มากขึ้น

3V LED มีขีด จำกัด ประมาณ 2.8V และสามารถ 3.1V +/- 10% ขึ้นอยู่กับความอดทนที่กว้างและแน่นอนพลังงาน

 - for example
   -  a 300mA rated white LED (1W) has a bulk resistance less than 0.5 to 1 Ohm due to 50% MFG tolerances
   - a 9 V Alkaline battery actually has six (6) tiny 1.5V cells in series
   -  inside , each has about ESR= 1 Ohm (when new)
           - cheap carbon pile aka HEAVY DUTY cells are about 3 Ohms (new) so less powerful

ดังนั้นด้วยไฟ LED สีขาว 1W หนึ่งก้อนและแบตเตอรี่อัลคาไลน์ 9V หนึ่งก้อนแรงดันไฟฟ้าที่เหลือและกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นคืออะไร

คุณจะเลือก R เพื่อ จำกัด กระแสไฟฟ้านั้นได้อย่างไร
จะเลือกระดับพลังงานและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้อย่างไร

(9V-2.8V) / (6x1 + (0.5 to 1) + R) = 0.3A = 300 mA

แก้ปัญหาสำหรับ R

ถ้าหาก R = 0 LED จะสว่างและร้อนเกินกว่าที่จะรอดชีวิต

หมวกมี ESR แต่เป็นฉนวน = dielectrics พวกเขาบล็อก DC แต่ดำเนิน AC

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
แหล่งที่มา

1

ช้าสุด ๆ แต่นี่ก็เป็นคำตอบที่มีประโยชน์มาก คณิตศาสตร์และคำอธิบายที่เน้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขอบคุณอีกครั้ง.

— เบล

0

เราไม่เคยได้รับแจ้งว่าแบตเตอรี่ที่ใช้ในวิดีโอเป็นคาร์บอนสังกะสีแบบจีน "Super Heavy Duty" ที่รั่วในบรรจุภัณฑ์เป็นเวลาหนึ่งปีและซื้อที่ The Dollar Store หรือว่าเป็นอัลคาไลน์ชื่อแบรนด์ใหม่ที่ทันสมัย หนึ่ง. ความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่

— Audioguru
แหล่งที่มา