Diodo y LED

Programas: KS3, GCSE, Sek I, cycle 4

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Objetivo

Confirmar que un diodo deja pasar la corriente en un solo sentido, y conectar un LED con una resistencia limitadora de corriente.

El montaje

Arriba hay dos circuitos de 5 V con bombillas de 4,5 V / 1 W: a la izquierda el diodo está conectado en sentido directo, a la derecha en sentido inverso. Abajo hay una fuente de 5 V, una resistencia de 220 Ω y un LED.

Procedimiento

1. Compare las bombillas de los dos circuitos superiores.
2. Observe el LED.
3. En la tarjeta de parámetros de la resistencia del LED cambie 220 Ω por 1 kΩ y luego por 100 Ω.

Resultado esperado

Con el diodo conectado en sentido directo la bombilla se enciende; con el diodo invertido, no: un diodo deja pasar la corriente solo del ánodo al cátodo. El LED se enciende; la corriente que pasa por él es de unos 14 mA: unos 1,8 V en el LED y los 3,2 V restantes en la resistencia. Con 1 kΩ el LED pierde brillo; con 100 Ω brilla más, con una corriente de unos 31 mA. Para un LED normal de 5 mm la corriente de trabajo es de 20 mA y la máxima de 25–30 mA: 31 mA está ya en el límite. La resistencia es lo que limita la corriente: sin ella solo la fuente y el propio LED limitarían la corriente, y un LED real se fundiría al instante.

Preguntas

1. ¿Cómo se sabe por el esquema del circuito en qué sentido deja pasar la corriente el diodo?
2. ¿Qué resistencia necesita un LED de 2 V y 20 mA con una fuente de 9 V?

Respuestas

1. El símbolo del diodo es un triángulo que apunta a una barra. La corriente pasa en el sentido al que apunta el triángulo, del ánodo en el lado del triángulo al cátodo en la barra.
2. La resistencia debe quedarse con los 9 − 2 = 7 V restantes a 20 mA: \(R = (U - U_{LED}) / I\) = 7 V / 0,02 A = 350 Ω. El valor normalizado más próximo por encima, 390 Ω, da unos 18 mA.