¿Cuál sería la corriente si conecto un LED en un circuito perfecto?

En teoría, esto funcionaría, y podrías obtener 20mA. Sin embargo, este es un sistema muy frágil que usted describe. Si algo cambia ligeramente, no obtendrá la corriente deseada. Por ejemplo, necesitaría controlar / saber lo siguiente:

• La temperatura a la que opera el diodo, posiblemente debido al autocalentamiento
• El voltaje exacto que un diodo extrae 20 mA a la temperatura dada (tenga en cuenta que la hoja de datos probablemente proporcionará un valor "nominal" o una tolerancia: deberá conocer el voltaje exacto.
• Su fuente de alimentación (batería) debería ser mucho más precisa de lo que es práctico solo para conducir un LED

El problema es que los diodos cambian su corriente dramáticamente con un cambio muy pequeño en el voltaje. Esto se puede ver en la ecuación del diodo de Shockley:

$$ \ Large I = I_s (e ^ {\ frac {V} {n V_T}} - 1) $$

Esto muestra que la corriente (I) varía exponencialmente con el voltaje aplicado (V). Entonces, si bien es posible aplicar un voltaje fijo a un diodo y obtener una corriente precisa, es difícil. La corriente de diodo es relativamente fácil de controlar en el modo actual, ya que puede hacer una fuente de corriente aproximada con una resistencia y suficiente altura de voltaje. Esto es lo que sucede cuando tiene una resistencia en serie con su diodo a 5V. Una alternativa es un sumidero de corriente constante, que es fácil de hacer en un IC. Estos se muestran como chips de controladores LED que pueden hundir una corriente programada, y también funcionan bien.

Será obvio si se considera que

• "Un dibujo de LED de 20 mA cuando aplicaste 2.2V dibujaría 20 mA cuando aplicaste 2.2 Voltios" :-)

Es decir, en tu situación ideal tienes estabilidad. Pero su pregunta muestra que es consciente de que en el mundo real esta situación ideal no se aplicaría. Darse cuenta de esto es un buen comienzo.

Como dijo Starblue, es una buena idea mirar la hoja de datos.

A continuación se muestra la curva de voltaje frente a la corriente para un LED razonablemente típico. Los fabricantes dicen que nominalmente tiene una calificación de 100 mA a 3,2 V, pero una mirada a la curva muestra que, según se dibuja, baja 3,3 V a 100 mA. La tabla y la curva están destinadas a ser valores "típicos": es un mal comienzo cuando una hoja de datos no está de acuerdo con ella misma aunque sea un poco importante, pero aquí no demuestra la relación inexacta entre Vf y If en la práctica para un LED elegido al azar. La hoja de datos dice que Vf podría ser tan bajo como 2.9V y tan alto como 3.5V a 100 mA.

Observe la curva y observe lo que sucede con un LED típico si Vf cambia de 3.3V (= 100 mA) a 3.4V. A 3.7 V dibuja 200 mA, a aproximadamente 4.05 V = 300 mA y a 4.4 V dibuja 400 mA.

Es decir, para un cambio de Vf de 3.3V a 4.4V = ~ un aumento del 33% en el voltaje, la corriente pasa de 100 mA a 400 mA.

Unos pocos ejercicios sencillos, que te ayudarán a comprender mejor si los haces tú mismo, te darán una mejor idea de lo que sucede en la vida real. Intente calcular el estado estable en esta curva para obtener una tensión de alimentación fija y una serie de valores de resistencia. Luego intente un valor de resistencia fijo y una serie de voltajes de alimentación.

Díganos si esto ayuda a su comprensión.