Para responder necesitamos examinar las relaciones I-V tanto de la resistencia como del LED.
La resistencia es fácil ya que tiene una relación lineal I-V:
Entonces,sabemosquelacorrientesiempreeslinealmenteproporcionalalvoltajeaplicado:silacorrienteesde1mAa1V,sabemosqueseráde2mAa2V,yasísucesivamente.
Eldiodoesunpocomáscomplicado,aquíestálacurvaI-V:
La relación es exponencial en lugar de lineal: aquí está la ecuación de Shockley "ideal" de Wiki:
Ecuación del diodo de Shockley
La ecuación de diodo ideal de Shockley o la ley de diodo (denominada así por el inventor del transistor William Bradford Shockley, que no debe confundirse con el inventor de tetrodo Walter H. Schottky) proporciona la característica I – V de un diodo ideal en polarización directa o inversa (o sin sesgo). La ecuación es:
dondeIeslacorrientedediodo,ISeslasaturacióndepolarizacióninversa corriente(ocorrientedeescala),VDeselvoltajeatravésdeldiodo,VTes latensióntérmica,yneselfactordeidealidad,tambiénconocidocomo Factordecalidadoenocasionescoeficientedeemisión.Elfactoridealidad. nvaríade1a2segúnelprocesodefabricaciónyelmaterialsemiconductory>enmuchoscasossesuponequeesaproximadamenteiguala1(porlotanto,seomitelanotaciónn).
Entonces,¿quésignificaesto?Significaque,aunciertovoltaje,lacorrienteaumentarábruscamente(opodemosverlaamedidaquelaresistenciadisminuyebruscamente)"sujetando" el voltaje a cierto punto (la física está más allá del alcance aquí, pero vale la pena leerlo o preguntar sobre él). la pila física) Este punto depende del tipo de diodo, pero estará alrededor de 1.8 V para un LED rojo típico.
Entonces, si tenemos una resistencia en serie con un LED rojo, y queremos limitar la corriente a 20 mA (corriente operativa común), trazamos el punto I-V en la curva. En la curva de arriba, vemos que a 20 mA la caída de voltaje es de aproximadamente 1.8V para el LED rojo, por lo que restamos esto del voltaje de suministro y usamos la ley de Ohmios para calcular la resistencia necesaria:
SO para un LED rojo que funciona a 20 mA de un suministro de 5 V, la ecuación es:
(5V - 1.8V) / 0.02A = 160 ohmios.
Esperemos que esto aclare un poco las cosas.