Діод і світлодіод

Програми: KS3, GCSE, Sek I, cycle 4

Відкрити повну версію ↗

Мета

Переконатися, що діод пропускає струм лише в одному напрямі, і під’єднати світлодіод з обмежувальним резистором.

Установка

Угорі два кола на 5 В з лампочками 4,5 В / 1 Вт: у лівому діод увімкнено в прямому напрямі, у правому — у зворотному. Унизу — джерело 5 В, резистор 220 Ом і світлодіод.

Хід роботи

1. Порівняйте лампочки у двох верхніх колах.
2. Подивіться на світлодіод.
3. У картці параметрів резистора світлодіода змініть 220 Ом на 1 кОм, а потім на 100 Ом.

Очікуваний результат

Коли діод увімкнено в прямому напрямі, лампочка світиться; коли у зворотному — ні: діод пропускає струм лише від анода до катода. Світлодіод світиться; сила струму через нього близько 14 мА: близько 1,8 В на світлодіоді й решта 3,2 В на резисторі. З 1 кОм світлодіод тьмяніє; зі 100 Ом він світиться яскравіше — сила струму близько 31 мА. Для звичайного світлодіода 5 мм робочий струм — 20 мА, а максимальний — 25–30 мА: 31 мА — це вже на межі. Саме резистор обмежує струм: без нього струм обмежували б лише джерело й сам світлодіод, і справжній світлодіод одразу перегорів би.

Запитання

1. Як за схемою визначити, у якому напрямі діод пропускає струм?
2. Який резистор потрібен світлодіоду на 2 В і 20 мА, якщо напруга живлення 9 В?

Відповіді

1. Умовне позначення діода — трикутник, що вказує на риску. Струм проходить у той бік, куди вказує трикутник: від анода з боку трикутника до катода з боку риски.
2. Резистор має взяти на себе решту 9 − 2 = 7 В за 20 мА: \(R = (U - U_{LED}) / I\) = 7 В / 0,02 А = 350 Ом. Найближчий більший стандартний номінал, 390 Ом, дає близько 18 мА.