ตัวเก็บประจุ 150 Farad จะสว่างขึ้น LED นานเท่าใด

19

ฉันมีไฟ LED สีขาวสว่างจากไฟฉาย Aproximatley นานแค่ไหนที่มันจะสว่างขึ้นด้วยตัวเก็บประจุ 2.5 Farad 2.5 โวลต์ ฉันต้องการตัวต้านทานหรือไม่ และถ้าเป็นเช่นนั้นกี่Ω ตัวเก็บประจุเป็นแมกซ์เวล 150 Farad 2.7 โวลต์ boostcap ที่นี่

led capacitor supercapacitor

— Skyler
แหล่งที่มา

หากคุณให้แผ่นข้อมูลสำหรับ LED ของคุณฉันสามารถแก้ไขคำตอบของฉันและให้ตัวเลขจริงสำหรับความต้านทานและเวลาที่ต้องการ

— ฟองน้ำ Bob Bob

8

นั่นเป็นตัวเก็บประจุที่ค่อนข้างใหญ่ใช่ไหม นอกจากนี้ไฟ LED สีขาวมีแนวโน้มที่จะมีแรงดันไปข้างหน้าของ ~ 3-4V ดังนั้นมันอาจจะไม่สว่างเลย

— pjc50

19

อะไรคือการโหวตอย่างใกล้ชิด? ให้เด็กหยุดพัก นี่เป็นคำถามที่สมเหตุสมผลสำหรับระดับความรู้ของเขา เขามีจำนวนมากที่ต้องเรียนรู้ แต่นั่นคือสิ่งที่เขาพยายามทำ

— Olin Lathrop

@OlinLathrop - ใช่น่าเศร้าที่นี่ใน StackExchange down votes และ close votes เป็น "รางวัล" ค่อนข้างสุ่ม ชุมชนที่โหดร้ายมาก

— Ultralisk

37

ตอบคำถามโดยตรง

คำตอบที่ตรงกับคำถามของคุณโดยสมมติว่าคุณตั้งใจจะเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับไฟ LED ด้วยตัวต้านทานแบบอนุกรมนั้นไม่มีเวลาเลย นั่นเป็นเพราะ LED สีขาวใช้มากกว่า 2.7 V ต่อแสง ตรวจสอบแผ่นข้อมูล สิ่งเหล่านี้มักจะต้องการมากกว่า 3 V.

มีสองตัวเลือก ที่ง่ายที่สุดคือการใช้ LED ที่มีการเลื่อนไปข้างหน้าต่ำ สมมติว่าคุณลองด้วยไฟ LED สีแดงที่มี 1.8 V ลดลงที่ 20 mA นั่นหมายความว่าเมื่อชาร์จเต็มจะมี 2.7V - 1.8V = 900 mV ตรงข้ามตัวต้านทาน หากคุณต้องการความสว่างสูงสุดที่ประจุเต็มซึ่งเรากำลังพูดถึงคือ 20 mA คุณต้องมีตัวต้านทาน 900mV / 20mA = 45 Ω ลองเลือกค่าปกติที่ 47 Ω

ตอนนี้เรามีความจุและความต้านทานเราสามารถคำนวณค่าคงที่เวลาซึ่งคือ 150F x 47Ω = 7050 s = 118 นาที = 2 ชั่วโมง เมื่อชาร์จเต็มไฟ LED จะเกือบเต็มความสว่างซึ่งจะสลายตัวช้า ไม่มีขีด จำกัด แน่นอนที่มันจะออกไปทันทีดังนั้นเราต้องเลือกบางอย่าง สมมติว่า 5 mA สลัวมากพอที่จะถือว่าไม่เป็นประโยชน์อีกต่อไปในแอปพลิเคชันของคุณ แรงดันไฟฟ้าที่เกินความต้านทานจะเป็น47Ω x 5mA = 240mV การใช้การประมาณแรกของ LED ที่มีแรงดันคงที่เพิ่มขึ้นนั่นหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุคือ 2 V

คำถามคือตอนนี้ใช้เวลานานเท่าใดในการสลายตัวจาก 2.7 V เป็น 2.0 V ที่ค่าคงที่เวลา 2 ชั่วโมง นั่นคือ .3 ค่าคงที่เวลาหรือ 2100 วินาทีหรือ 35 นาที ค่าจริงจะยาวขึ้นอีกเล็กน้อยเนื่องจาก LED มีความต้านทานอนุกรมที่มีประสิทธิภาพเช่นกันและเพิ่มค่าคงที่เวลา

วิธีที่ดีกว่า

ด้านบนพยายามตอบคำถามของคุณ แต่ไม่มีประโยชน์สำหรับไฟฉาย สำหรับไฟฉายที่คุณต้องการให้แสงอยู่ใกล้กับความสว่างเต็มเท่าที่จะทำได้ สามารถทำได้ด้วยแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งซึ่งโอนวัตต์เข้าสู่วัตต์ออกมาพร้อมกับการสูญเสียบางส่วน แต่ด้วยการผสมผสานระหว่างแรงดันและกระแส เราจึงดูพลังงานทั้งหมดที่มีอยู่และจำเป็นและไม่ต้องกังวลกับโวลต์และแอมป์เฉพาะมากเกินไป

พลังงานในตัวเก็บประจุคือ:

E = \frac{ค \times V^{2}}{2}

$E = \frac{C \times V^2}{2}$

เมื่อ C อยู่ใน Farads, V เป็น Volts แล้ว E อยู่ใน Joules

\frac{150 F * * * * (2.7 V)^{2}}{2} = 547 J

$\frac{150F * (2.7V)^2}{2} = 547 J$

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำในการทำงานด้วย สมมติว่ามันสามารถทำงานได้ถึง 1 V ซึ่งหมายถึงพลังงานที่เหลืออยู่ในหมวกที่วงจรไม่สามารถแยกได้:

\frac{150 F * * * * (1.0 V)^{2}}{2} = 75 J

$\frac{150F * (1.0V)^2}{2} = 75 J$

ยอดรวมของสวิตช์จ่ายกำลังไฟจึงมี 547 J - 75 J = 470 J เนื่องจากแรงดันไฟต่ำการสูญเสียในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะค่อนข้างสูง สมมติว่าในที่สุดเพียง 1/2 พลังงานที่มีอยู่จะถูกส่งไปยัง LED นั่นทำให้เรามี 236 J ที่จะจุดไฟ LED

ตอนนี้เราต้องดูว่า LED ต้องการพลังงานมากแค่ไหน กลับไปที่ LED สีขาวดั้งเดิมของคุณแล้วเลือกตัวเลข สมมติว่ามันต้องการ 3.5 V ที่ 20 mA เพื่อเปล่งประกายอย่างสวยงาม นั่นคือ 3.5V * 20 mA = 70 mW (236 J) / (70 mW) = 3370 วินาทีหรือ 56 นาที ในตอนท้ายของแสงจะตายอย่างรวดเร็ว แต่คุณจะมีความสว่างอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งถึง

— แลงทรอฟ
แหล่งที่มา

3

ใช่ คุณต้องมีตัวต้านทาน หากคุณไม่ได้ใช้ตัวต้านทานหมวกจะคายประจุผ่านไฟ LED ในทันที ความต้านทานของตัวต้านทานจะกำหนดระยะเวลาที่ LED จะติดสว่าง

คุณต้องดูรายละเอียดของไฟ LED เพื่อพิจารณาว่าต้องใช้กระแสไฟเท่าไรในการขับเคลื่อน เมื่อคุณรู้ว่าคุณสามารถคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานที่จำเป็นโดยใช้ V = IR แก้เพื่อ R = V / I

เมื่อคุณทราบความต้านทานที่คุณสามารถหากระแสและการใช้กระแสคุณสามารถคำนวณเวลาที่จะใช้ C = It / V เมื่อคุณแก้หา t คุณจะได้ t = CV / I ซึ่งจะออกมาในไม่กี่วินาที

หวังว่าจะช่วย!

— ฟองน้ำ Bob
แหล่งที่มา

1

คุณไม่ต้องคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ในการคำนวณของคุณใช่ไหม นอกจากนี้แรงดันของตัวเก็บประจุไม่ลดลงในขณะที่กำลังคลายประจุดังนั้นจึงไม่เสถียร

I

$I$

— microtherion

นั่นเป็นความจริง. แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุจะเท่ากับ Vi * e ^ (- t / RC) โดยที่ Vi คือแรงดันเริ่มต้น

— ฟองน้ำบ๊อบ

การคำนวณของคุณไม่ถูกต้อง ไดโอดจะปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าของหมวกจะตกลงไปที่แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ดังนั้นหากแรงดันไฟฟ้าไดโอดเท่ากับ 2.49 มันจะปิดลงทันทีและหากเป็น 2.1 จะใช้เวลามากกว่า

— Szymon Bęczkowski

1

วิธีอื่น: ฉันจะใช้ LED สีแดง / เขียว / เหลืองมาตรฐานซึ่งใช้ 2V ที่ 20ma: 40mw ตัวเก็บประจุเก็บพลังงาน 1/2 CV ^ 2 จูลของพลังงาน: 300J นั่นจะแนะนำ 300 / 0.04 = 7500 วินาทีหรือประมาณ 2 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติคุณจะไม่ได้รับพลังงานทั้งหมดเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าจะลดลงค่อนข้างต่ำกว่าระดับที่จะให้แสงสว่างออกมา ฉันจะประมาณครึ่งชั่วโมงจนกระทั่ง "หรี่" และอีก 15 นาทีของแสงสลัว

แก้ไข: โดยวิธีการตัวเก็บประจุของคุณเกือบแน่นอน 150mF ซึ่งจะให้คุณ 1/1000 ของที่หรือไม่กี่วินาที

(สำหรับการให้ความสว่างของไฟ LED สีขาวให้ลองใช้แบตเตอรี่ NiMH AA 3 ก้อนซึ่งให้แรงดันที่ถูกต้องเกือบทั้งหมด)

— pjc50
แหล่งที่มา

OP ระบุ " LED สีขาวสว่าง "

— Anindo Ghosh

360F .... ใช่ ultracaps farad ทำ exsist ... แต่เพียง 2.7V ดังนั้นสำหรับไฟ LED สีขาวที่สุดที่คุณต้อง 2 ในซีรีส์ ... ฉันจะมองหาการเชื่อมโยงหลังจากที่ในภายหลัง ...

— ช้อน

www.easby.com/nesscap/medium_snap.php ... นี่เป็นเรื่องเกี่ยวกับ flashlighf / ขนาดไฟฉาย

— Spoon

ฉันได้ 4 ฟรีที่นี่cdiweb.com/ProductDetail/…

— skyler