Jaki rezystor do diody? Rodzaje rezystorów

Rezystor jest jednym z podstawowych składników obwodu elektrycznego. Każdy początkujący elektronik powinien znać ich przeznaczanie i sposób działania, a także potrafić szybko rozpoznać konkretne rodzaje rezystorów. Przedstawiamy najważniejsze informacje na ich temat, a także doradzamy, jaki rezystor do diody LED wybrać.

Jaki rezystor do diody?

W naszym krótkim poradniku odpowiadamy na pytania trapiące początkujących elektroników – czym tak naprawdę są rezystory oraz w jaki sposób działają? Doradzamy przy tym, jaki rezystor wybrać do diody LED i jak poprawnie obliczyć jego wartość.

Co to jest rezystor?

Rezystor, znany też lepiej pod powszechnie używaną nazwą opornik, jest jednym z podstawowych składników obwodu elektrycznego. Spotkamy go w praktycznie wszystkich urządzeniach korzystających z energii elektrycznej. Oporniki są biernym elementem liniowym, którego zadaniem jest zmniejszenie natężenia płynącego przez nie prądu. Osiągają to, zamieniając w swoim wnętrzu nadmiar energii w wypromieniowywane ciepło.

Wydajność rezystorów, która jest ich podstawowym parametrem, określana jest jako rezystancja i podawana jest przez producentów w omach, zapisywanych grecką literą omega (Ω).

Drugą ważną cechą rezystora jest również jego moc znamionowa, która zawsze podawana jest w watach (W). Jest to wartość energii, którą może wydzielać przez długi czas bez ryzyka przegrzania się i uszkodzenia (oczywiście przy zapewnieniu podstawowej cyrkulacji powietrza lub chłodzenia odprowadzającego nadmiar ciepła).

Rodzaje rezystorów

W zależności od rozmiarów obwodu elektrycznego oraz używanego w nim napięcia rezystory przyjmują różne wielkości oraz kształty. Najczęściej spotkamy się jednak z niewielkimi ceramicznymi opornikami w kształcie walca. Z ich dwóch boków odchodzą pojedyncze przewody połączeniowe, które przycinamy i lutujemy do reszty obwodu.

Rezystancja opornika, jego mnożnik i tolerancja są opisane w systemie kodowym, korzystającym z czterech kolorowych pasków znajdujących się na jego obudowie. Znaczenie poszczególnych barw zostało zawarte w specjalnej tabeli, którą znajdziemy bez problemu w podręcznikach i poradnikach dla elektroników, a także w sieci. Warto zawsze mieć ją pod ręką, gdy pracujemy z nieznanymi nam obwodami lub wymieniamy stare rezystory.

Dodajmy, że właściwości większych oporników dla ułatwienia są opisane już konkretnymi wartościami liczbowymi. Poza opisanymi już standardowymi modelami w sprzedaży znajdziemy też wiele specjalistycznych rodzajów rezystorów, takich jak np. oporniki nastawne (potencjometry), posiadające wielostopniową opcję zmiany swojego oporu.

Jaki rezystor do diody LED?

Zbudowanie obwodu elektrycznego zasilającego diodę lub diody LED będzie wiązało się z doborem jednego lub kilku rezystorów o odpowiednich parametrach. Ich montaż jest obowiązkowy, ponieważ w przeciwnym wypadku doprowadzimy do szybkiego uszkodzenia wszystkich części instalacji.

Diody LED są bardo prostymi konstrukcjami i pozostawione same sobie pobiorą maksymalną ilość energii w obwodzie elektrycznym. Oznacza to, że błyskawicznie się przegrzeją i spalą. Opornik pełni więc rolę strażnika, który będzie ograniczał ich nieposkromiony apetyt. Jaki rezystor do diody wybrać?

Jak dobrać rezystor do diody? Musimy poznać wszystkie parametry obwodu. W pierwszej kolejności dowiedzmy się, jaką maksymalną wartość prądu ciągłego zaakceptuje nasza dioda. Jest ona zazwyczaj opisana przez producenta w dokumentacji i podawana w miliamperach. Standardowe diody będą działały bez problemu przy 20-30 mA, ale do poprawnego funkcjonowania powinny wystarczyć im nawet 2-3 mA. Zaznaczmy, że doprowadzenie do nich zasilania powyżej 10 mA nie wpłynie już w żaden znaczący sposób na intensywność uzyskanego światła.

Następnie poznajemy także napięcie odkładające się na diodzie. Jego wartości nie da się z różnych przyczyn dokładnie określić i przez producentów jest opisywana w przybliżeniu oraz różni się w zależności od koloru diody. Napięcie w standardowej diodzie czerwonej to np. około 1,5 – 2,2 V, a w niebieskiej 2,9 – 4 V.

Kolejnym elementem, którego właściwości musimy odszukać, jest oczywiście napięcie źródła zasilania. W najprostszych obwodach będzie to zwykła bateria lub akumulatorek. Dysponując tymi informacjami, możemy określić wartość rezystancji dla opornika w obwodzie, korzystając z Prawa Ohma.

Dla przykładu, przyjmijmy, że źródłem zasilania w obwodzie są trzy baterie AA o wspólnym napięciu 4,5 V. Jest ono podłączone do jednej czerwonej diody z przybliżonym napięciem 1,9 V. Rezystancję (R) opornika obliczamy tutaj, odejmując od napięcia zasilacza napięcie diody, a otrzymaną w ten sposób różnicę dzielimy przez wartość prądu, jaka docelowo popłynie przez diodę (dla ułatwienia ustaliliśmy ją na 10 mA).

R = (4,5 V – 1,9 V) / 0,01A = 260 Ω

Biorąc pod uwagę nasze równanie, teoretycznie powinniśmy wybrać rezystor 260 Ω. Niestety w sprzedaży nie znajdziemy takiego rodzaju rezystora. Producenci wytwarzają rezystory jedynie o kilkudziesięciu konkretnych wartościach rezystancji (tzw. typoszeregach) opisanych w specjalnych tabelach. Musimy więc wybrać rezystor o rezystancji najbardziej zbliżonej do otrzymanego wyniku.

W razie wątpliwości możemy wykorzystać równania, by sprawdzić, czy użycie silniejszego lub słabszego opornika wpłynie znacząco na napięcie diody. Na szczęście w tym przypadku nie będzie miało to jednak dużego znaczenia.

Jeżeli budujemy obwód z większą liczbą diod, zaleca się, by każda z nich posiadała swój własny rezystor. Równoległe łączenie kilku diod z jednym rezystorem jest bowiem sporym błędem, tracimy wówczas kontrolę nad prądem płynącym do każdej z nich. Jeżeli jedna z nich ulegnie przepaleniu, pobierane przez nią zasilanie trafi po równo do pozostałych światełek i może doprowadzić do ich uszkodzenia.

Co więcej, diody nawet z tej samej serii i typu posiadają minimalnie różnice w budowie, wpływające na ich działanie, co w przypadku połączenia równoległego może prowadzić do tego, że będą świeciły z inną intensywnością.

Autor: Michał Kułakowski