Un circuito adecuadamente diseñado extrae lo que necesita de la fuente de alimentación. Las partes individuales y básicas utilizadas en un diseño no necesariamente hacen eso. (Si son circuitos diseñados apropiadamente por sí mismos, como podría ser un IC, tal vez sí dibujen lo que necesitan. Pero esos son sistemas y están diseñados , luego.) Los componentes pasivos, como resistencias, condensadores e inductores, no son circuitos diseñados adecuadamente. Son elementos del circuito que pueden usarse para hacer un circuito diseñado adecuadamente.
Un LED es un elemento de circuito, no un circuito diseñado adecuadamente. (Bueno, normalmente no lo son, aunque algunos pueden venir con un IC diseñado para algún propósito incorporado). Es más complicado, matemáticamente, que una resistencia. Pero no es mucho más complejo. Un diodo como un comportamiento de sesgo invertido y un comportamiento sesgado hacia adelante, que son diferentes. Así que de inmediato tienes un problema de polaridad que lo hace un poco más complejo que una resistencia.
Más allá de eso, el comportamiento sesgado hacia adelante de un LED es algo complicado. Puede tomar una vista muy simple para el caso sesgado hacia adelante, y simplemente modelarlo como \ $ V_I \ approx V_ {fwd} + I \ cdot R_ {on} \ $, donde \ $ R_ {on} \ $ y \ $ V_ {fwd} \ $ son parámetros del dispositivo determinados por la parte específica que ha elegido y \ $ I \ $ es la corriente a través de él y \ $ V_I \ $ es la caída de voltaje en esa corriente. Es una función simple. Pero es más complicado que el de una resistencia. Y además, solo es bueno para una gama relativamente pequeña de corrientes. Y ... bueno, la temperatura también importa mucho a un LED. Por lo tanto, se complica aún más cuando requiere que se incluya la temperatura del LED.
Un modelo un poco más complejo del LED sería algo como esto: \ $ V_I = \ frac {n \ cdot k \ cdot T} {q} \ cdot \ ln (\ frac {I} {I_s}) + I \ cdot R_s \ $. \ $ n \ $ es el coeficiente de emisión, \ $ k \ $ es la constante de Boltzmann, \ $ T \ $ es la temperatura (generalmente en grados Kelvin), \ $ q \ $ es el cargo de un electrón (en Coulombs) , \ $ R_s \ $ es la resistencia óhmica presente en los contactos y contactos del dispositivo, y \ $ I_s \ $ es la corriente de saturación intrínseca del dispositivo. Usando eso, obtenemos la resistencia del LED como algo así como: \ $ R = \ frac {d V_I} {d I} = \ frac {n \ cdot k \ cdot T} {q \ cdot I} + R_s \ $ . Tenga en cuenta que incluso esto es incorrecto de usar cuando se incluye la temperatura, porque \ $ I_s \ $ en sí también depende de la temperatura, como una función en cubos, y funciona de manera opuesta. (La ecuación completa no sería posible siquiera publicar aquí. He hecho el cálculo anteriormente y es terriblemente complejo).
Y eso es solo un simple diodo / LED.
No es ohmico porque no actúa como una resistencia en una amplia gama de corrientes y voltajes. Su resistencia depende de la corriente que fluye a través de ella. Eso por sí solo es suficiente para complicar mucho las cosas. (Si toma el punto de vista del cálculo y ve la resistencia como \ $ \ frac {d V_x} {d I_x} \ $, donde \ $ x \ $ es un vector de parámetros de control, entonces tal vez todo sea Ohmico en este infinitesimal perspectiva. Pero entonces el término también pierde su significado.)
Agregar una resistencia en serie a un LED ayuda porque la tensión en el LED no varía mucho según la corriente. Si cambia el voltaje a través de un LED hacia arriba en tan solo unos 100 mV, un simple error que cometió, es posible que vea que la corriente aumenta en un factor de 10. ¿Pero una resistencia? Si aumentara la corriente en un factor de 10, requeriría 10 veces el voltaje para hacerlo. Por lo tanto, la resistencia en serie limita la corriente en el LED porque su caída de voltaje responde mucho más fuertemente a los aumentos de corriente (o disminuye). Eso ayuda a hacer que la corriente en el LED sea más predecible, de una manera que es tan serio que significa la diferencia entre trabajar y no trabajar. Y una resistencia es barata, también. Hacer que un circuito funcione bien y hacerlo barato es algo bueno, por cierto.