Amikor meghalljuk az “elektronika” nevet, az első dolog, ami azonnal eszünkbe jut, a LED és az ellenállás. A LED és az ellenállások az első néhány alkatrész, amelyeket az iskolákban az elektronika tantárgy indításakor vezetnek be. Tehát itt építjük a legegyszerűbb áramkört az elektronikában, amely a LED világítása egy ellenállás és egy akkumulátor segítségével.
Ez az első alapvető LED-áramkör, amelyet sok évvel ezelőtt építettem az iskolai napjaimban, és hatalmas örömöt adott nekem, hogy izzó LED-et látok. Ennek az áramkörnek az építéséhez csak négy dologra van szüksége:
- LED- 1
- ellenállás- 1 (220k vagy 330k vagy 1k)
- Tápforrás- elem- 9v
- Kenyérlap
Egyszerű LED áramköri diagram
Itt van az egyszerű LED áramkör áramköri diagramja. Csak a LED pozitív pólusát kell csatlakoztatni az ellenállás egyik végével, majd az ellenállás másik végét az akkumulátor pozitív pólusához csatlakoztatni. Ezután csatlakoztassa a LED negatív pólusát az akkumulátor negatív pólusával. Ezt az akkumulátor negatív terminálját földnek is nevezik. Az egész beállítás a fentiek szerint épül a kenyérlapra.
A LED polaritásának meghatározása:
Ha figyelmesen megnézzük a LED-et, akkor a LED egyik lába nagyobb, mint a másik. Tehát a nagyobb láb a LED pozitív oldala, a kisebb láb pedig a negatív oldala. Az alábbi képen ugyanez látható:
Az akkumulátor polaritását könnyen megtalálhatjuk, ha megnézzük az akkumulátort, a pozitív(+) és negatív(-) fel van tüntetve magán az akkumulátoron. Ugyanezt az áramkört két AA méretű 1,5 V-os elemmel is elkészíthetjük.
A LED ellenállás értékének kiválasztása:
Az ellenállás nagyon fontos összetevő itt, ha a LED-et ellenállás nélkül csatlakoztatja az akkumulátorhoz, akkor a LED azonnal le fog égni. Tehát ellenállást kell használnunk a LED-del sorban, hogy korlátozzuk a LED-en átfolyó áramot.
Most a gyakori kérdés az, hogy “Milyen értékű ellenállást kell használnunk a LED-del”, a válasz egyszerű. Általában a LED 20mA áramot fogyaszt és 2-3v feszültségesés van, ezt a feszültségesést előremenő feszültségnek (Vf) nevezik. Néhány LED-nek több vagy kevesebb áramfelvétele van a színük és a minősítésük szerint, de itt ezt általánosságban magyarázzuk.
Tehát itt kiszámíthatjuk az ellenállás értékét az alapvető OHM-törvény segítségével, amely kimondja:
R = V / I (Ellenállás = feszültség / áram)
Tehát ha 9v akkumulátort használunk, és a LED-en lévő feszültségesés mondjuk 2,4v, és az áram folyik 20mA, akkor olyan ellenállásértékkel kell rendelkeznünk, amelyen a maradék feszültséget le lehet ejteni (9 – 2,4v). Tehát a képletek szerint:
R = (9 – 2,4) / .02 = 330 Ohm
A 330ohm ellenálláson tehát a maradék feszültség (9 – 2,4= 6,6v) csökken. Az ellenállás értékét ennek a LED ellenállás kalkulátornak a segítségével is kiszámíthatja.