¿Colocar solo un LED en un circuito?

Esto no rompería la ley de Kirchoff, pero rompería el LED. Eche un vistazo a la curva de voltaje actual para un LED típico:

Aquí,alrededordelatensióndeoperacióndirecta(Vd),lacorriente(i)aumentaenormementeconpequeñoscambiosenlatensión.Ensucaso,Vdes2V,típicodelosLEDestándarrojo,verdeyamarillo.¡A20V(nosemuestraenelgráfico)lacorrienteteóricaseríafenomenal!EstoseríasuficienteparavaporizarlamayoríadeloselementosconstituyentesdelLED.Enrealidad,loquesucederíaesqueelLEDbrillaríamuyintensamenteduranteuntiempomuycortoantesdedejarsalirsu "humo mágico" . Esta es la razón por la que incluimos resistencias limitadoras de corriente en los circuitos LED.

Si cambias la batería de 12V por una batería de 2V, las cosas se ponen interesantes. Ahora estamos justo donde se encuentra la línea de puntos sobre Vd: pequeños cambios en el voltaje dan grandes cambios en la corriente. Aquí, la corriente se define por una ecuación exponencial con una fuerte dependencia de la temperatura. No sabremos cuál es la corriente de operación real, pero dependerá en gran medida de la tensión exacta de la batería y de la temperatura, junto con la resistencia en serie no ideal de la batería (actuando un poco como la resistencia en serie que usamos normalmente con un diodo). ). Sin embargo, ningún ingeniero que valga la pena saldrá nunca conduciría un LED como este. Los LED son muy sensibles a los cambios de voltaje, y su brillo (el parámetro que queremos controlar) está fuertemente relacionado con su corriente. Por lo tanto, los LED siempre se controlan con la corriente en mente, ya sea con una resistencia elegida estáticamente o un circuito especializado con un circuito de retroalimentación diseñado para mantener la corriente constante.

Si conecta un LED estándar a través de una batería de 12 voltios, una corriente muy grande (determinada principalmente por la resistencia del cableado) fluirá brevemente y el LED se desvanecerá en una bocanada de humo. Se respetará KVL mientras el LED esté intacto.

El voltaje real a través de un LED encendido está determinado principalmente por su composición (y, por lo tanto, por el color), y es muy poco probable que sea de 2.000 voltios. El voltaje variará con la corriente y la temperatura, por lo que la conexión de un LED desnudo directamente a una fuente de voltaje es algo malo. Los LED siempre deben ser impulsados desde una fuente de voltaje más alta que su voltaje directo, con una resistencia limitadora de corriente u otro dispositivo de control de corriente.

Un circuito real no tiene idealidades que se aplicarían a este caso:

• Un voltaje de LED no es exacto: la corriente a través de un LED de 2V aumentará por encima de la corriente típica especificada a medida que el voltaje aumenta por encima de 2V. 12V hará que el LED falle.
• Todos los cables tienen cierta resistencia: si el LED se derrite al pasar demasiada energía, puede convertirse en una resistencia muy baja. Ahora el suministro de 12 V puede estar impulsando una resistencia de 0.1 ohmios. Si tiene una potencia de 1500 vatios que puede manejar 120 amperios y todos sus cables son enormes, en teoría esto podría ser un estado estable, pero es más probable que las partes del circuito o la fuente de alimentación comiencen a fundirse hasta que sea un circuito abierto. Si la falla del LED no causó un cortocircuito sino un circuito abierto, no es tan malo ya que ya no hay ningún circuito cerrado y no fluirá ninguna corriente.
• Además, la fuente de alimentación tiene una corriente máxima: si tiene una buena fuente de corriente limitada y configura la corriente máxima en 20 mA, ya no será una fuente de 12V, sino más bien una fuente de 2V. Si el límite de corriente es mucho más alto o no hay un límite de corriente, vea más arriba.

El LED tiene resistencia, así como la batería y casi cualquier otra cosa que se pueda conectar entre sí; nadie sabe "Qué pasaría si colocara un LED con una caída de 2V en un circuito con una batería de 12V y sin resistencia".