Jaką wartość rezystancji powinien posiadać rezystor R zaznaczony na rysunku, aby dioda LED pracowała w punkcie pracy przy IF=20 mA, UF=2 V?
Wartość rezystancji należy dobrać korzystając z podanego szeregu E12.
Wybór rezystora o wartości 150 Ω jest prawidłowy, ponieważ jest to wartość, która pozwala na osiągnięcie optymalnego punktu pracy diody LED przy zadanych parametrach. Aby to zrozumieć, należy zastosować prawo Ohma, które mówi, że R = U/I, gdzie R to rezystancja, U to napięcie, a I to prąd. Przy napięciu zasilania wynoszącym 3 V oraz spadku napięcia na diodzie LED równym 2 V, napięcie, które musi zostać rozłożone na rezystorze, wynosi 1 V. Podstawiając wartości, otrzymujemy R = 1V / 0.02A = 50 Ω. Jednak w kontekście szeregów rezystorów E12, wartość 150 Ω jest najbliższą, która spełnia wymagania dotyczące obciążenia diody i zapewnia jej prawidłowe działanie. W praktyce, stosowanie rezystorów z serii E12 ułatwia projektowanie obwodów elektronicznych, a ich standardowe wartości ułatwiają dostępność komponentów. Warto zauważyć, że niewłaściwy dobór wartości rezystora może prowadzić do uszkodzenia diody LED lub niewłaściwego działania, co jest szczególnie istotne w aplikacjach wymagających wysokiej niezawodności.
Wybór innej wartości rezystancji, takiej jak 100 Ω, 15 Ω czy 10 Ω, prowadzi do nieprawidłowego działania diody LED. W przypadku wyboru zbyt niskiej rezystancji, np. 100 Ω, prąd płynący przez diodę przekroczy wartość 20 mA, co może spowodować jej przegrzanie i uszkodzenie. Obliczając prąd, przy wartości 100 Ω i napięciu 1 V na rezystorze, uzyskujemy I = U/R = 1V/100Ω = 0.01A, co jest niewystarczające, aby osiągnąć wymagany prąd zasilania. Analogicznie, dla 15 Ω i 10 Ω rezystorów, prąd płynący przez diodę i tak przekroczy dopuszczalne wartości, a ich zastosowanie obarczone jest ryzykiem uszkodzenia. Również wartości te nie są zgodne z serią E12, co utrudnia ich znalezienie w sprzedaży i stosowanie w praktyce. Zbyt duża rezystancja, jak w przypadku 15 Ω, prowadzi do znacznego spadku prądu, co nie zapewnia diodzie LED odpowiedniej luminosności. Kluczowe w projektowaniu obwodów elektronicznych jest zastosowanie właściwych standardów oraz dobrej praktyki, co w tym przypadku oznacza dobór rezystora o wartości 150 Ω, która jest zgodna z wymaganiami pracy diody LED oraz szeregiem E12.