Почему нужен резистор
У светодиода после открытия падение напряжения почти постоянно, а ток растёт очень быстро при небольшом росте питания. Резистор, включённый последовательно, берёт на себя остаток напряжения и по закону Ома задаёт ток.
Поэтому в формуле участвует не полное напряжение питания, а разность Uпит − Uled. Именно эту разность следует вводить в поле «Напряжение на резисторе».
Разбор: питание 5 В
Пусть питание 5 В, красный светодиод имеет падение около 2 В, рабочий ток 20 мА, то есть 0,02 А. Напряжение на резисторе равно 3 В, и сопротивление R = 3 ÷ 0,02 = 150 Ом.
Мощность на резисторе P = U · I = 3 · 0,02 = 0,06 Вт. Подойдёт обычный резистор на 0,125 Вт или 0,25 Вт с запасом. Для 3,3 В на резисторе и тока 15 мА получаем 220 Ом.
Выбор номинала и запас по току
Резисторы выпускают рядами номиналов, например E24: 120, 130, 150, 160, 180, 200, 220 Ом и далее. Если расчёт дал значение между номиналами, берите ближайший больший: ток получится чуть меньше расчётного, а яркость снизится незначительно.
Рабочий ток часто выбирают ниже максимального из паспорта: светодиод служит дольше, а разницу в яркости глаз различает слабо. Фактическое падение напряжения может отличаться от справочного, поэтому проверьте ток мультиметром.
Несколько светодиодов
При последовательном соединении светодиодов их падения напряжения складываются, а ток через них один. Вычтите сумму падений из питания и разделите остаток на ток, чтобы получить общий резистор.
При параллельной схеме лучше ставить отдельный резистор к каждому светодиоду, так как их характеристики различаются, и ток делится неравномерно. Калькулятор рассчитывает одну цепь с одним резистором.
Мощность резистора и подбор типа
После определения сопротивления проверьте мощность, которую выделяет резистор: P = U · I. Для 3 В и 20 мА это 0,06 Вт. Типичные выводные резисторы рассчитаны на 0,125 или 0,25 Вт, поэтому запас получается многократным, и нагрев практически не ощущается.
Если напряжение питания намного больше падения на светодиоде, на резисторе выделяется заметная мощность, и его нагрев растёт. В таких случаях выбирайте резистор большей мощности либо применяйте импульсный драйвер тока, который теряет меньше энергии.
Безопасность и границы применимости
Расчёт предназначен для постоянного низкого напряжения. Работа с сетевым напряжением опасна: нельзя подключать светодиоды с гасящим резистором к розетке без специально спроектированного драйвера и защиты. Для таких задач обращайтесь к квалифицированному специалисту.
Паспортные данные конкретного светодиода важнее любых общих цифр. Не превышайте указанные производителем ток и температуру, а результат расчёта считайте исходным значением, которое нужно проверить на макете. Если светодиод светит тускло, ток можно слегка поднять, уменьшив сопротивление, но только в пределах паспортного максимума и с учётом нагрева корпуса.
Формула расчёта
R = (Uпит − Uled) ÷ I
Проверенные примеры
Питание 5 В, падение на светодиоде 2 В, ток 20 мА. Какой нужен резистор?
Напряжение на резисторе 5 − 2 = 3 В, R = 3 ÷ 0,02 = 150 Ом; мощность P = 3 · 0,02 = 0,06 Вт.
Напряжение на резисторе 3,3 В, ток 15 мА. Какое сопротивление?
R = 3,3 ÷ 0,015 = 220 Ом.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Возьмите напряжение питания и прямое падение напряжения светодиода из паспорта.
- Вычтите падение из питания и введите разность в поле «Напряжение на резисторе».
- Введите рабочий ток в амперах и нажмите «Вычислить».
- Округлите результат до ближайшего большего номинала и проверьте мощность резистора по P = U · I.