Quiero tomar un LED y encenderlo con una batería de 9V. Simplemente no me parece capaz de acertar las matemáticas.
Tomando una batería promedio de 9V y un LED de 10 mm, ¿qué tipo de resistencia necesitaría y cómo puedo saber durante cuánto tiempo funcionará el LED con la batería?
Además, ¿se pueden "ver" los LED infrarrojos (usando una cámara?) desde la distancia?
10 mm no es una especificación eléctrica, debe consultar la hoja de datos para averiguar cuánta corriente necesita. Para un indicador LED que suele ser de 20 mA. El LED tendrá un voltaje a través de él, lo que se llama caída de voltaje. También necesitamos eso, también está en la hoja de datos. La caída de voltaje depende principalmente del color, ya que un LED rojo 2 V es un valor típico.
Así que con 2 V y 20 mA podemos ponernos a trabajar. Vamos a colocar una resistencia en serie con el LED para controlar la corriente. A una tensión de batería de 9 V y una caída de 2 V en el LED tendremos 7 V restantes para la resistencia. Entonces, de acuerdo con la Ley de Ohm, Voltaje = Corriente x Resistencia, podemos calcular el valor de la resistencia como
\ $ R = \ dfrac {V} {I} = \ dfrac {7 V} {20 mA} = 350 \ Omega \ $
El valor E12 más cercano es 390 Ω. Para saber durante cuánto tiempo la batería encenderá el LED, queremos saber la capacidad de la batería, expresada en mAh, durante mA-horas. Un barril alcalino puede tener una capacidad de 560 mAh. Luego, a 20 mA, funcionará durante aproximadamente 28 horas, quizás algo menos.
Y sí, una cámara verá IR, desde qué punto depende de la potencia de salida del LED.
Usa la ley de Ohm. Primero, debe conocer la caída de voltaje en el LED cuando está encendido al nivel deseado. Para los LED verdes típicos, esto suele ser de aproximadamente 2.1 V. Los LED rojos son más bajos y los LED IR aún más bajos. El azul y el blanco son más altos, como un poco más de 3 V.
Por ejemplo, tenemos un típico LED verde de 20 mA que baja 2.1 V. La batería emite 9 V, por lo que deja 9V - 2.1V = 6.9V a través de la resistencia en serie con el LED. Estos LED pueden tomar 20 mA de corriente, pero a menos que usted espere usarlos en un ambiente brillante que será excesivo. Apuntemos a unos 10 mA de corriente LED. Dado que el LED y la resistencia están en serie, la corriente del LED y la corriente de la resistencia serán las mismas.
La pregunta ahora es, ¿qué resistencia cae 6.9 V a 10 mA? De esto se trata la ley de Ohm. 6.9V / 10mA = 690Ω. El valor estándar de 680 Ω estará bien.
Para calcular el tiempo de ejecución, observe la especificación de Amp-horas de la batería. Las baterías de 9 V tienen una densidad de energía pobre para su tamaño y no son una buena opción para ejecutar un LED de manera eficiente. Raramente los uso, por lo que no recuerdo cuál es la capacidad, así que solo usaré 1 A-h (podría estar bastante apagado con una batería real de 9 V.
En teoría, la capacidad A-h es la corriente que se puede extraer durante una hora desde una batería nueva hasta que se agota. Está dibujando 10 mA, que es de 1/100 amperios, por lo que en teoría una batería de 1 A-h durará 100 horas. En la práctica, menos, tan bajo como la mitad que en frío, por ejemplo.
En lugar de desperdiciar energía con una gran caída de voltaje en la resistencia, también puede colocar más LED en serie. Los LED rojos y amarillos suelen ser de 1,6 V, y los azules y blancos son de 3,2 V en corrientes bajas de menos de 20 mA. Esto supone que se seleccionan partes modernas de alta intensidad.
Esto significa que puede poner los LED rojo, blanco, y en serie con una batería de 9 V a 9,5 V como sugirió.
9.2 V Batería (~ vida media), luego resta:
El resto es 1.2 V, que queremos a través de la resistencia limitadora de corriente para, por ejemplo, 10 mA, que es la mitad de la mayoría de los LED de 5 mm con capacidad nominal de 20 mA.
Naturalmente, las tolerancias del 10% en las resistencias y del 10% en los LED serán seguras cuando se opera en la clasificación del 50%.
Una resistencia más grande será proporcionalmente menos actual y durará más.
Los LEDcon una mayor intensidad luminosa (Iv) tienen ángulos de haz más pequeños que utilizan el mismo chip, de modo que Theta de 20 grados es dos veces más brillante que Theta de 45 grados.