Сопротивление нити лампы накаливания
Это основная формула статьи, вывод которой будет приведён ниже. Формула выглядит так:
Для любой лампы накаливания существует параметр, стабильный в широком диапазоне электрических режимов. Этим параметром является отношение куба напряжения к квадрату мощности.
Методика использования формулы проста.
Берем лампочку, читаем на колбе или на цоколе параметры, на которые она расчитана – напряжение и мощность, рассчитываем константу, потом вставляем в формулу любое произвольное напряжение и вычисляем мощность, которая выделится на лампочке.
Читайте также: Как выбрать люстру для натяжного потолка в зал и другие комнаты (67 фото)
Зная мощность, несложно вычислить ток.
Зная ток, несложно вычислить сопротивление нити накаливания.
Вот и рассмотрим вопросы, связанные с правильной эксплуатацией формулы, а так же с теми ограничениями, котрые неизбежны ввиду того что «абсолютных» формул просто не бывает.
Однако, сначала немножко «теории»…
Подключаем светодиоды
Как правильно подключить лампочку на 12 вольт в авто своими руками? Неважно, мигающую или нет, в фару или панель приборов, об этом мы расскажем далее.
Рассмотрим пример подключения своими руками на модуле, учитывая несколько нюансов (схемы вы найдете ниже):
- Панельки, то есть кластеры, рассчитываются на питание 12 вольт, такие устройства можно без проблем подключить к проводке авто и наслаждаться мигающими или просто яркими огоньками. Однако такие устройства обладают определенным недостатком — когда обороты мотора будут изменяться, яркость также будет то снижаться, то увеличиваться. Пусть это не критично, но глазу все же будет заметно. Но также нужно учесть, что такие кластеры хорошо светят тогда, когда напряжение в сети составляет 12.5 вольт, то есть если у вашем авто напряжение низкое, то светить лампочки будут слабо.
- Сам по своей конструкции кластер состоит из самих диодов, а также резистора. Резисторы — это важный элемент любого кластера. На каждые три лампочки устанавливается один резистор, предназначенный для гашения лишнего напряжения. Если вы приобретаете ленту для фар, то, возможно, вам придется ее подрезать. При установке в фары нужно учитывать, что обрезать ленту необходимо в определенных местах.
- Подключение светодиодов 12 вольт с резисторами в фары авто осуществляется последовательно. Вам необходимо сделать кластер, то есть подключить по очереди необходимое число лампочек друг к другу, а два вывода, которые будут находиться по краям — к сети авто. В этом случае речь идет о белых диодах, мощность которых составляет 3.5 W. То есть для сети с напряжением 12-14 вольт понадобится три лампочки, которые в общем будут потреблять не 12, а 10.5 вольт. Поскольку диоды обладают плюсом и минусом, последовательное соединение осуществляется таким образом, чтобы плюс одного элемента соединился с минусом другого (автор видео — Роман Щербань).
Базовые «теоретические» предпосылки
Формула была получена в предположении того, что в металле (из которого состоит нить накаливания) ток и сопротивление имеют единую физическую сущность.
В упрощенном виде это можно рассуждать примерно так.
Сообразно современным воззрениям, ток представляет собой упорядоченное движение носителей заряда. Для металла это будут электроны.
Было сделано предположение, что электрическое сопротивление металла определяется ХАОТИЧЕСКИМ движением тех же самых электронов.
С возрастанием температуры нити, хаотическое движение электронов возрастает, что, в конечном итоге, и приводит к возрастанию электрического сопротивления.
Еще раз. Ток и сопротивление в нити накаливания – суть одно и тоже. С той лишь разницей, что ток – это упорядоченное движение под действием электрического поля, а сопротивление – это хаотическое движение электронов.
Немножко «алгебраической схоластики»
Теперь, когда с “теорией” покончено (улыбнулся), приведу алгебраические выкладки для вывода «главной» формулы.
Каноническая запись закона Ома выглядит:
I * R = U
Читайте также: 3 способа замены галогеновых ламп на светодиодные в люстре
Для приведения в соответствие количественных значений, необходимо ввести соответствующие коэффициенты пропорциональности, для токовой компоненты – Кт и для резистивной компоненты – Кр:
Самые общие соображения подвигают к мысли, что эти коэффициенты должны быть взаимно обратными величинами, а значит:
В этом случае, попарно перемножая правые и левые части (в системе уравнений), мы возвращаемся к исходной записи закона Ома:
I * R = U
Окончательный вывод формулы
Рассмотрим подробнее систему уравнений:
Возведем в квадрат первое уравнение и попарно перемножим их.
В левой части мы видим выражение для мощности, а так же памятуя о том, что произведение коэффициентов равно единице, окончательно перепишем:
Отсюда получим выражение для токового коэффициента:
И для резистивного коэффициента (они взаимообратны):
где Рном и Uном – это номинальные мощность и напряжение, маркированные на цоколе или на колбе лампы.
Осталось подставить эти значения коэффициентов в “РАСЩЕПЛЕННУЮ” формулу Закона Ома, и мы получим окончательные выражения для тока и сопротивления.
Читайте также: Люстра с пультом перестала включаться от выключателя
Домножая последнее соотношение на Ux, получим:
Чтобы не забивать себе голову этими квадратами, кубами и корнями, достаточно запомнить простую зависимость, которая вытекает из последнего соотношения . Возводя последнее соотношение в квадрат, мы получаем ясную и понятную формулу:
Для любой лампочки с вольфрамовой нитью накала отношение куба напряжения к квадрату мощности является величиной ПОСТОЯННОЙ.
Полученные соотношения показали прекрасное соответствие практическим результатам (измерениям) в широком диапазоне изменения параметров напряжения и для весьма различных типов ламп накаливания, начиная от комнатных, автомобильных и заканчивая лампочками для карманных фонариков…
Какое сопротивление у лампочки?
Решил я как-то проверить закон Ома. Применительно к лампе накаливания. Измерил сопротивление лампочки Лисма 230 В 60 Вт, оно оказалось равным 59 Ом. Это в несколько раз больше заявленной мощности! Я было удивился, но потом вспомнил слово, которое всё объясняло – бареттер
Дело в том, что сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания сильно зависит от температуры (следствие протекания тока). В моем случае, если это бы был не вольфрам, а обычный резистор, его рассеиваемая мощность при напряжении 230 Вольт была бы P = U2/R = 896. Почти 900 Ватт!
Кстати, именно поэтому производители датчиков с транзисторным выходом рекомендуют соблюдать осторожность при подключении датчиков.
Как же измерить рабочее сопротивление нити лампы накаливания? А никак. Его можно только определить косвенным путем, из закона знаменитого Ома. (Строго говоря, все омметры используют тот же закон – прикладывают напряжение и меряют ток). И мультиметром тут не обойдешься.
Используя косвенный метод и лампочку Лисма 24 В с мощностью 40 Вт, я составил вот такую табличку:
Зависимость сопротивления нити лампы накаливания от напряжения
(Номинальные параметры выделены)
Как видно из таблицы, зависимость сопротивления лампочки от напряжения нелинейная. Это может проиллюстрировать график, приведенный ниже. Рабочая точка на графике выделена.
Сопротивление нити лампы накаливания в зависимости от напряжения
Кстати, сопротивление подопытной лампочки, измеренное с помощью цифрового мультиметра – около 1 Ома. Предел измерения – 200 Ом, при этом выходное напряжение вольтметра – 0,5 В. Эти данные также укладываются в полученные ранее.
Зависимость мощности от напряжения:
Зависимость мощности от напряжения
Для ламп на напряжение 230 В на основании экспериментальных данных была составлена вот такая табличка:
Мощность и сопротивление
Из этой таблицы видно, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном и горячем состоянии отличается в 12-13 раз. А это значит, что во столько же раз увеличивается потребляемая мощность в первоначальный момент.
Можно говорить о пусковом токе для ламп накаливания.
Читайте также: Механический суточный таймер: инструкция по установке
Стоит отметить, что сопротивление в холодном состоянии измерялось мультиметром на пределе 200 Ом при выходном напряжении мультиметра 0,5 В. При измерении сопротивления на пределе 2000 Ом (выходное напряжение 2 В) показания сопротивления увеличиваются более чем в полтора раза, что опять же укладывается в идею статьи.
“Горячее” сопротивление измерялось косвенным методом.
Сопротивление нити накаливания люминесцентных ламп
Дополнение к статье, чтобы получился ещё более полный материал.
Лампы с цоколем Т8, сопротивление спирали в зависимости от мощности :
Сопротивление измерялось цифровым омметром на пределе 200 Ом.
Формула мощности и напряжения
Обновление статьи. У меня на блоге появилась статья автора Станислава Матросова, который развил тему сопротивления спирали лампочки с теоретической стороны. Он вывел формулу, согласно которой:
Для любой лампы накаливания существует параметр, стабильный в широком диапазоне электрических режимов. Этим параметром является отношение куба напряжения к квадрату мощности:
Я решил на основе данных, полученных в статье, посчитать эту величину в Экселе. Вот что у меня получилось:
Действительно, константа, которая с некоторой погрешностью во всём диапазоне равна 8,2±0,2. Её размерность – “Вольт в кубе на Ватт в квадрате”.
Константа для расчета лампы накаливания = 8,2
Низкое значение константы в начале диапазона объяснено автором в приведенной по ссылке статье.
Теперь, зная значение этой константы (8,2), можем записать формулу зависимости мощности от напряжения лампочки накаливания 40Вт 24В:
Зависимость мощности лампочки накаливания от напряжения
Формула для сопротивления
Но вернёмся к теме статьи. Проверим вывод Станислава Матросова о том, что сопротивление лампочки пропорционально корню из напряжения. Из предыдущих выводов можно вывести формулу для конкретной лампочки 40Вт 24В:
Зависимость сопротивления от напряжения, формула для лампы накаливания
Теперь проверим, как эта формула соотносится с полученными мною экспериментальным данным (см. таблицу в начале статьи). Составим такую таблицу:
Таблица требует пояснений. Чтобы была соблюдена размерность, я нормировал экспериментально заданное напряжение (столбец 2) и рассчитанное сопротивление (столбец 4).
Колонка 5 – это корень из нормированного напряжения, и видно, что значения этой колонки отлично совпадают с колонкой 4!
Но давайте вернемся в реальному сопротивлению, и рассчитаем его по приведенной выше формуле (Зависимость сопротивления от напряжения). Это – 6-я колонка. Хорошо видно, что расчет по формуле практически идеально совпадает с расчетом из экспериментальных данных!
Зависимость сопротивления от напряжения. Квадратичная зависимость.
Кто хочет проверить мои расчеты, прикладываю файл: •Файл с расчетами и графиками
/ Файл с расчетами и графиками к статье про лампу накаливания, xlsx, 19.51 kB, скачан: 430 раз./
Всё, учебник физики можно переписывать!
Сопротивление нити лампы накаливания
Решил я как-то проверить закон Ома. Применительно к лампе накаливания. Измерил сопротивление лампочки Лисма 230 В 60 Вт, оно оказалось равным 59 Ом. Я было удивился, но потом вспомнил слово, которое всё объясняло – бареттер. Дело в том, что сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания сильно зависит от температуры (следствие протекания тока). В моем случае, если это бы был не вольфрам, а обычный резистор, его рассеиваемая мощность при напряжении 230 Вольт была бы P = U 2 /R = 896. Почти 900 Ватт! Кстати, именно поэтому производители датчиков с транзисторным выходом рекомендуют соблюдать осторожность при подключении датчиков. Как же измерить рабочее сопротивление нити лампы накаливания? А никак. Его можно только определить косвенным путем, из закона знаменитого Ома. (Строго говоря, все омметры используют тот же закон – прикладывают напряжение и меряют ток). И мультиметром тут не обойдешься. Используя косвенный метод и лампочку Лисма 24 В с мощностью 40 Вт, я составил вот такую табличку:
Зависимость сопротивления нити лампы накаливания от напряжения
| Напряжение | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
| % напряжения | 8.3 | 16.7 | 25.0 | 33.3 | 41.7 | 50.0 | 58.3 | 66.7 |
| Ток | 0.55 | 0.7 | 0.84 | 0.97 | 1.08 | 1.19 | 1.29 | 1.38 |
| Сопротивление | 3.6 | 5.7 | 7.1 | 8.2 | 9.3 | 10.1 | 10.9 | 11.6 |
| Мощность | 1.1 | 2.8 | 5.04 | 7.76 | 10.8 | 14.28 | 18.06 | 22.08 |
(продолжение таблицы)
| Напряжение | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 |
| % напряжения | 75.0 | 83.3 | 91.7 | 100.0 | 108.3 | 116.7 | 125.0 | 133.3 |
| Ток | 1.47 | 1.55 | 1.63 | 1.7 | 1.77 | 1.84 | 1.92 | 2 |
| Сопротивление | 12.2 | 12.9 | 13.5 | 14.1 | 14.7 | 15.2 | 15.6 | 16.0 |
| Мощность | 26.46 | 31 | 35.86 | 40.8 | 46.02 | 51.52 | 57.6 | 64 |
(Номинальные параметры выделены)
СамЭлектрик.ру в социальных сетях:
Подписывайтесь! Там тоже интересно!
Как видно из таблицы, зависимость сопротивления лампочки от напряжения нелинейная. Это может проиллюстрировать график, приведенный ниже. Рабочая точка на графике выделена.
Сопротивление нити лампы накаливания в зависимости от напряжения
Кстати, сопротивление подопытной лампочки, измеренное с помощью цифрового мультиметра – около 1 Ома. Предел измерения – 200 Ом, при этом выходное напряжение вольтметра – 0,5 В. Эти данные также укладываются в полученные ранее. Зависимость мощности от напряжения:
Зависимость мощности от напряжения
Для ламп на напряжение 230 В на основании экспериментальных данных была составлена вот такая табличка:
| Мощность лампочки, Вт |
25 | 40 | 60 | 75 | 100 |
| R холодной нити,Ом | 150 | 90-100 | 60-65 | 45-50 | 37-40 |
| R горячей нити, Ом |
1930 | 1200 | 805 | 650 | 490 |
| Rгор./Rхол. | 12 | 12 | 13 | 13 | 12 |
Из этой таблицы видно, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном и горячем состоянии отличается в 12-13 раз. А это значит, что во столько же раз увеличивается потребляемая мощность в первоначальный момент. Стоит отметить, что сопротивление в холодном состоянии измерялось мультиметром на пределе 200 Ом при выходном напряжении мультиметра 0,5 В. При измерении сопротивления на пределе 2000 Ом (выходное напряжение 2 В) показания сопротивления увеличиваются более чем в полтора раза, что опять же укладывается в идею статьи. “Горячее” сопротивление измерялось косвенным методом.
UPD: Сопротивление нити накаливания люминесцентных ламп
Дополнение к статье, чтобы получился ещё более полный материал. Лампы с цоколем Т8, сопротивление спирали в зависимости от мощности : 10 Вт – 8,0…8,2 Ом 15 Вт – 3,3…3,5 Ом 18 Вт – 2,7…2,8 Ом 36 Вт – 2,5 Ом. Сопротивление измерялось цифровым омметром на пределе 200 Ом.
Формула мощности и напряжения
Обновление статьи от января 2018. У меня на блоге появилась статья автора Станислава Матросова, который развил тему сопротивления спирали лампочки с теоретической стороны. Он вывел формулу, согласно которой:
Для любой лампы накаливания существует параметр, стабильный в широком диапазоне электрических режимов. Этим параметром является отношение куба напряжения к квадрату мощности:
Я решил на основе данных, полученных в статье, посчитать эту величину в Экселе. Вот что у меня получилось:
| U | P | U^3 | P^2 | Const |
| 2 | 1,1 | 8 | 1,21 | 6,61157 |
| 4 | 2,8 | 64 | 7,84 | 8,163265 |
| 6 | 5,04 | 216 | 25,4016 | 8,503401 |
| 8 | 7,76 | 512 | 60,2176 | 8,502498 |
| 10 | 10,8 | 1000 | 116,64 | 8,573388 |
| 12 | 14,28 | 1728 | 203,9184 | 8,473978 |
| 14 | 18,06 | 2744 | 326,1636 | 8,412956 |
| 16 | 22,08 | 4096 | 487,5264 | 8,401596 |
| 18 | 26,46 | 5832 | 700,1316 | 8,329863 |
| 20 | 31 | 8000 | 961 | 8,324662 |
| 22 | 35,86 | 10648 | 1285,94 | 8,280327 |
| 24 | 40,8 | 13824 | 1664,64 | 8,304498 |
| 26 | 46,02 | 17576 | 2117,84 | 8,29902 |
| 28 | 51,52 | 21952 | 2654,31 | 8,270321 |
| 30 | 57,6 | 27000 | 3317,76 | 8,138021 |
| 32 | 64 | 32768 | 4096 | 8 |
Действительно, константа, которая с некоторой погрешностью во всём диапазоне равна 8,2±0,2. Её размерность – “Вольт в кубе на Ватт в квадрате”.
Константа для расчета лампы накаливания = 8,2
Низкое значение константы в начале диапазона объяснено автором в приведенной по ссылке статье. Теперь, зная значение этой константы (8,2), можем записать формулу зависимости мощности от напряжения лампочки накаливания 40Вт 24В:
Зависимость мощности лампочки накаливания от напряжения
Формула для сопротивления
Но вернёмся к теме статьи. Проверим вывод Станислава Матросова о том, что сопротивление лампочки пропорционально корню из напряжения. Из предыдущих выводов можно вывести формулу для конкретной лампочки 40Вт 24В:
Зависимость сопротивления от напряжения, формула для лампы накаливания
Теперь проверим, как эта формула соотносится с полученными мною экспериментальным данным (см. таблицу в начале статьи). Составим такую таблицу:
| 1. Напря- жение, В |
2. Норм. напр. |
3. Сопрот., Ом |
4. Норм. сопрот. |
5. Корень из норм. напряж. |
6. Корень из напряж. Х Корень из Const |
| 2 | 0,08 | 3,6 | 0,26 | 0,29 | 4,04 |
| 4 | 0,17 | 5,7 | 0,40 | 0,41 | 5,72 |
| 6 | 0,25 | 7,1 | 0,50 | 0,50 | 7,01 |
| 8 | 0,33 | 8,2 | 0,58 | 0,58 | 8,09 |
| 10 | 0,42 | 9,3 | 0,66 | 0,65 | 9,04 |
| 12 | 0,50 | 10,1 | 0,72 | 0,71 | 9,91 |
| 14 | 0,58 | 10,9 | 0,77 | 0,76 | 10,70 |
| 16 | 0,67 | 11,6 | 0,82 | 0,82 | 11,44 |
| 18 | 0,75 | 12,2 | 0,87 | 0,87 | 12,13 |
| 20 | 0,83 | 12,9 | 0,91 | 0,91 | 12,79 |
| 22 | 0,92 | 13,5 | 0,96 | 0,96 | 13,41 |
| 24 | 1,00 | 14,1 | 1,00 | 1,00 | 14,01 |
| 26 | 1,08 | 14,7 | 1,04 | 1,04 | 14,58 |
| 28 | 1,17 | 15,2 | 1,08 | 1,08 | 15,13 |
| 30 | 1,25 | 15,6 | 1,11 | 1,12 | 15,66 |
| 32 | 1,33 | 16 | 1,13 | 1,15 | 16,18 |
Таблица требует пояснений. Чтобы была соблюдена размерность, я нормировал экспериментально заданное напряжение (столбец 2) и рассчитанное сопротивление (столбец 4). Колонка 5 – это корень из нормированного напряжения, и видно, что значения этой колонки отлично совпадают с колонкой 4! Но давайте вернемся в реальному сопротивлению, и рассчитаем его по приведенной выше формуле (Зависимость сопротивления от напряжения). Это – 6-я колонка. Хорошо видно, что расчет по формуле практически идеально совпадает с расчетом из экспериментальных данных!
Зависимость сопротивления от напряжения. Квадратичная зависимость.
Кто хочет проверить мои расчеты, прикладываю файл: • Файл с расчетами и графиками / Файл с расчетами и графиками к статье про лампу накаливания, xlsx, 19.51 kB, скачан: 1007 раз./
Всё, учебник физики можно переписывать! 😉
Кому интересно – задачка про последовательное подключение двух лампочек.
Рекомендую похожие статьи:
Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!
(30 оценок, среднее: 4,60 из 5)
Внимание! Автор блога не гарантирует, что всё написанное на этой странице — истина.
За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!
Рекомендую почитать на СамЭлектрик.ру:
(Строго говоря, все омметры используют тот же закон — прикладывают напряжение и меряют ток)
Открою вам секрет – они меряют тоже напряжение, только которое падает на шунте.
Сергей, спасибо за уточнение! Действительно, как нам написал на доске преподаватель Теории Цепей: “Амперметров НЕТ!”.
Ведь любой амперметр – это фактически вольтметр, которой измеряет напряжение на шунте, который включается в разрыв измеряемой цепи.
а любой вольтметр есть микроамперметр , ибо без течки тока нечем стрелку отклонять…
Скажите это электромагнитному амперметру состоящему из одной катушки из толстого провода и работающего в паре с трансформатором тока.
У вас неточные замеры вы считаете напряжение и сопртивление нити спирали а куда девали нагрев лампы при нагревании сопротивление падает а вы этого не учитываете поэтому расчеты неточные
А давайте обсудим жучка из меди на 250 ампер-400 в.?
При нагревании сопротивление нити накала увеличивается.
Спасибо за краткое изложение статьи)))
Самое худшее когда момент включения лампочки приходится на пик синусоиды.
Точно. Возьмём максимальный критический случай. Нормальные пределы напряжения – 220+-10%, то есть максимум 242В. Пиковое значение напряжения – 242*1,41=341В . Теперь рассмотрим лампочку на 100 Вт, у неё сопротивление холодной нити 40 Ом. Мощность P=UI=UU/R= 2910 Ватт!
То есть, лампа 100 Вт в момент включения может потреблять мгновенную мощность до 3 кВт, и это не авария, а штатный режим! Тяжело иногда приходится лампочке!
А как Вы думаете какое сопротивление холодной нити будет у лампочки на 300Вт и на 500Вт?
Т.е. порядка 13А будет ток в первые 2-3мс. Верно?
Да это не мудрено что сопротивление растет мо мере нагревания электроны то движуться крез кристалческие решетки а при нагревании начинают быстрее двигаться и ударяться отталкиваясь друг от друга. Ну и по закону сохранения энергии кинктическая переходит в тепловую както так.
Интересная таблица я заметил что между 18 и 24 ток и мощость практически не меняесться а вот как бы узнать яркость лампы понятно что она изменяетсья не линейно то есть уменьшение мощности на 20% приведет к удельному изменению якрсти скажем на 40. Ну вот найти если оптимальный режим работы лампы скажем 70% яркости и подходящее напряжение тогда она будет гореть долго но тускло. Хотя перегорают лампы накаливания именно изза высокого тока в момент включения.
Как говорил наш преподаватель, перегорают лампы не из-за высокого тока в момент включения, а из-за синусоиды, а именно из-за высокой амплитуды колебания тока. Если к примеру синусоиду срезать наполовину диодом, то лампа будет мерцать, но срок её службы будет увеличен многократно.
Согласен. В течение периода амплитуда напряжения на лампочке (мгновенное значение напряжения) изменяется от 0 до 220х1,41=310 В.
Вопрос, в какой момент это напряжение будет приложено к лампочке.
Вообще-то, как мне кажется, диод убирает одну половину периода гармоники. В итоге получается не совсем то, о чем вы пишите.
а вы когда нибудь разбирали вольтметр? попробуйте и увидите что он по сути своей есть амперметр. в вольтметре фазу и ноль соединяет неразрывный проводник в котором из-за свойства материала (сопротивление току) ограничивается ток до малого (а иначе явное КЗ)и участок этого проводника свит в спираль для создание поля, которое отклоняет стрелку прибора. так что “отсутствуют..” не амперметры а вольтметры.
Вольтметр суть микроамперметр последовательно с резистором высокого сопротивления. А любой амперметр – это вольтметр, измеряющий напряжение на калиброванном шунте.
Подробнее – в статье про устройство счетчика .
А Вы когда-нибудь разбирали амперметры? Это прибор, который фактически измеряет напряжение на шунте, входящем в его состав. И вольтметр, и амперметр созданы на основе микроамперметра. А это- рамка с катушкой (электромагнит) в поле постоянного магнита. Магниты, взаимодействуя, отклоняют рамку со стрелкой.
вообщето это моя работа… конструкции есть разные, наиболее простую я описал (вольтметр внутри это амперметр плюс катушка сопротивления и проводник более тонкий и все), и там нет шунтов и они не нужны. описанная вами конструкция тоже есть, но это уже видоизменение базовой.
А, тогда понятно… Я с такими как описывал дела не имел давно, ещё в студенческую пору) А суть высказывания в том, что амперметр имеет сопротивление (хоть и малое), и вносит изменение в режим работы схемы, поэтому ток вычисляют косвенно, по закону Ома.
Не затруднит ли вас нанести еще и температуру нити (вольфрамовой)по точкам ваших графиков?(или из расчетов по готовым таблицам или при возможности доступа к подходящим термометрам). Задумал использовать смн лампочку(возможны и еще варианты) в роли термометра сопротивления, точность в пределах нескольких градусов(в промышленности идет в основном платина, но там свои требования к точности и стабильности). Хотел прикинуть величину сопротивления в нужном мне диапазоне (примерно до 400 по Цельсию). Смущают немного еще контакты в держателях нити(стабильность их и термоэлектрические эффекты) и устойчивость колбы к перепаду температуры(возможно резкое охлаждение при попадании воды). Кварцевые колбы только в слишком мощных лампах встречались. Привлекает относительная доступность лампочек.
Да я бы нанёс, но не знаю, как её измерить… Лампочка в качестве датчика – не слишком ли громоздко? Есть термопары, не намного дороже лампочки. Недавно покупал для терморегулятора. Оказалось, термопары продаются в радиотоварах по 50 руб как ЗИП для мультиметров.
а если термистор поставить последовательно с лампой, только его рядом с ней чтобы он нагревался, у него сопротивление уменьшается от нагрева , например NTC 5D-15,NTC 10D-15,NTC 10D-9 и т.д. .
Для любой лампочки отношение куба напряжения к квадрату мощности – есть величина постоянная.
Методика использования формулы проста до примитивности.
Берем лампочку, читаем на колбе или на цоколе параметры, на которые она рассчитана – напряжение и мощность, рассчитываем константу, потом вставляем в формулу любое произвольное напряжение и вычисляем мощность, которая выделится на лампочке.
Зная мощность несложно вычислить ток.
Зная ток несложно вычислить сопротивление нити накаливания. https://www.proza.ru/2016/09/19/1858
..
Я эту формулу вывел лет 20 назад и пользуюсь постоянно.
Никаких фокусов не наблюдалось.
Можно проверить данные таблиц. все совпадает “пуля в пулю”
Спасибо! За формулу и отличную статью!
Там есть еще одна статья.
Она несколько неудачно оформлена, потому что возможности того сайта не позволяют внедрить в тело статьи несколько рисунков. Только один рисунок.
Потому то я на одном рисунке сгрудил все формулы… Ну и тело статьи получилось очень туманное.
Там я описываю опыт который проводил соединив схему из трех лампочек “две параллельно и еще одна последовательно” и комбинировал различные сочетания… То 95 ватт последовательно, а 40 и 60 параллельно, то 40 последовательно а 60 и 95 параллельно…
По всякому перекоммутировал и измерял напряжения.
Короче, из той статьи можно срисовать полезные формулы, и прочитать финал статьи… ну а если не лень, то и всю статью можно прочитать…
Изюмина в том, что лампы можно обсчитывать комбинируя самые различные номиналы с самыми различными типами…
можно соединять автомобильные с осветительными и с фонариком и с гирляндой…в произвольных сочетаниях…
Расчет даст очень приличное соответствие опыту…
формулы можно перерисовать…
https://www.proza.ru/2016/09/22/1863
..
А если хотите могу подготовить статью для вашего сайта…
более подробную и более понятную и развернутую…
На условиях абсолютного бескорыстия – пусть люди пользуются…
улыбнулся.
Станислав, да, конечно!
Буду благодарен и я, и читатели!
Присылайте статью, можно её доработать, количество фото и рисунков – не ограничено)
Пишите мне, см. стр. Контакты.
Александр, давайте так порешим.
Я беру срок до Нового Года…Наверняка я управлюсь и быстрее но…на всякий случай…
Меня единственно что волнует – в формате ВОРД(.doc) вас устроит? Там я скомпоную и рисунки и пояснения как мне это покажется наиболее доходчиво.
Ответьте мне вот на этот вопрос – про формат, чтоб не делать зряшнюю работу…
а когда у меня все будет готово, мы опять ТУТ свяжемся и договоримся как вам передать весь файл…
Можно текст (да, Ворд удобнее) и рисунки отдельно, ничего компоновать и форматировать не нужно. Единственно важно – разбить на разделы (главы) по смыслу и абзацы.
Я всё равно сначала вставляю при верстке текст, а потом файлы рисунков по одному.
Можно по тексту статьи писать “рис.1”, “рис.2”, … А файлы рисунков 1, 2, … выслать отдельно.
Станислав, а Вы не могли бы и мне скинуть этот файл на почту? Желательно .txt с картинками в zip-е? Если можно, конечно…) Прочитал статьи на proza.ru и меня интересует как теоретически Вы пришли к U^3/P^2? Если можно, подробнее для меня?)
Станислав сейчас готовит расширенную версию статьи, которая будет опубликована на СамЭлектрик.ру.
Как раз там и будут рассмотрены подробно все расчеты, с картинками.
Хорошо я учту пожелания и приведу рассуждение, которое подвело меня к этой зависимости…
Коль скоро я выкладываю материал на бескорыстной основе то и любой сможет скачать отсюда все что его заинтересует.
Готовить материалы в разных форматах мне было бы ЛЕНЬ (признался честно)
Лучше я обстоятельно все распишу а к требуемому формату каждый приведет самостоятельно…
Любой человек думает “собственным образом” и если после опубликования статьи все-таки возникнут вопросы я с удовольствием на них отвечу…
Напоминаю (и не отказываюсь) – срок декабрь)))
Ну, хорошо, уважаемые Александр и Станислав, благодарю за ответы, и да будет так))) Сейчас подпишусь на новости сайта… 😉
Александр, я подготовил как обещал…
Получился вордовский файл размером 12 страниц…
Формулы я изобразил рисунками.
Сперва попытался их записывать средствами Ворд но потом отказался от этой затеи, ибо любое преобразование файла в (.тхт) деформировало бы текст то полного невосприятия…
я сделал текст и ТАМ ГДЕ ТРЕБУЕТСЯ внедрил РИСУНКИ с формулами…
Рисунков много (ибо формул много) и я в растерянности как их РАЗНОСИТЬ?!
Я упаковал вордовский файл в архив и сформировал еще один архив с шестью фотографиями.
Я там демонстрировал один интересный эксперимент…
Укажите еще раз АДРЕС ПОЧТЫ куда я мог бы “отгрузить” эти два файла…?
архиф фотографий и заархивированный вордовский файл
Отлично, спасибо!
Отправить можно по эл.почте, или через контактную форму, любым удобным способом, см. стр. Контакты .
все…отослал файлы… в колмментарии написал что буду “на страже”…если какие то неясности моментально отреагирую… просьба сразу сообщите распаковалось удачно или возникли проблемы?
если потребуется могу написать “монотонный рассказ” в форме обычного “трепа” на тему как я подкрался к этой идее “расщепления” Закона Ома “вдоль” формулы)))
Статья Станислава опубликована .
Я добавил на основе его формул дополнение к статье.
Вывод – мой практический эксперимент полностью совпадает с формулами Станислава!
Александр, приветствую…
Я ознакомился с вашим дополнением.
Результат совершенно замечательный.
Попробую сформулировать итоги.
Мне приятно, что моя статья явилась для вас нектороым стимулом, чтобы переосмыслить результат, полученный в далеком 2011 году.
\Улыбнулся\
Мгновенно взглянув на ваши таблички особенно на колонку 2 и колонку 4
Я окончательно уверовал в то, что не пропадет “наш скорбный труд и дум высокое стремленье”
\Смеюсь\ Если просто смотреть на колонки 2 и 4, то отчетливо видно, что в колонке 4 я наблюдаю квадратный корень из колонки 2
Вижу “цифирь” 0,25… , мысленно извлекаю квадратный корень и читаю в колонке 4 ОТВЕТ – получится 0,5… Пронормировав данные к номинальному значению, вы фактически освободились от любой “коэффициентности” и получили ЧИСТУЮ зависимость типа:
У = корень (Х)
И это просто замечательно.
Это ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО подтверждает мои теоретические соображения, что зависимости тока и сопротивления подчиняется закону степени 1\2 из приложенного напряжения. Когда я выводил свою главную зависимость (постоянство отношения куба напряжения к квадрату мощности) я первое время долго сомневался.
Сомнения были в стиле – ” а вдруг это просто так совпало для конкретной лампочки” и тому подобные сомнения…
Потом время укрепило мою уверенность, и вот ВЫ совершенно независимо от меня продемонстрировали ЭКСПЕРИМЕНТОМ, что “теория работает”… Без экспериментального обоснования любая “теория мертва” (как сказал Поэт), а “древо жизни пышно зеленеет”)))
Вот и соединили теорию с жизнью…
Фактически вы своим экспериментом ПОДТВЕРДИЛИ мою теоретическую предпосылку, а теория (в свою очередь) ОБЪЯСНИЛА результаты вашего эксперимента.
Пазл сложился.
Я предлагаю вот что.
Нам надо объединить две статьи как бы “ВОЕДИНО” и подавать на конкурс в виде “сладкой парочки” (два в одном)
Почему так?
А потому что без вашего эксперимента, моя теория “висит в воздухе”.
Можно долго тыкать тестером и проверять всевозможные лампочки и никакое количество проверок НЕ ГАРАНТИРУЕТ, что так будет “всегда”.
А ваша ПРОНОРМИРОВАННАЯ экспериментальная зависимость она будет соблюдаться ДЛЯ ЛЮБОЙ лампочки.
Лично у меня в этом нет никаких сомнений…
Кому не лень, те могут взять ЛЮБУЮ лампочку (другую чем у вас в эксперименте) и я ГАРАНТИРУЮ, что добросовестно проделанный (повторенный) опыт даст те же самые значения в колонках 2 и 4 как и в вашей табличке.
Моя убежденность коренится в том что вы в колонках 2 и 4 получили график вовсе не лампочки (смеюсь), а график алгебраической зависимости : ===> У = корень (Х) ВОТ В ЧЕМ ДЕЛО.
———————
Обдумайте мое предложение, и если вас такой вариант устроит, то мы обсудим как удачнее скомпоновать нам обе статьи…
В любом раскладе я просто вынужден буду сделать ссылку на ваши результаты как на ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ моих соображений…
————-
Ну и … все-таки рекомендую убрать лозунги про “переписывание справочника по физике”)))
там и без наших лампочек много умных и полезных вещей написано)))
Физика наука обширная и клином на лампочках не сошлась)))
Хотя, справедливости ради, наши усилия вполне заслуживают маленькой сноски в справочнике)))
Формула простая и людям будет удобна…
Лично я пользуюсь ей даже в уме.
Я помню, что параметр S для стоваттной лампы на 220 вольт равен 32….
И если мне надо подсоединить ее к автомобильному аккумулятору, я мысленно извлекаю корень из 12…мысленно получаю примерно 3,3…мысленно умножаю на 32 и говорю, что сопротивление будет примерно 100 Ом… ну, а ток примерно 120 миллиАмпер)))
Быстро и удобно)))
===============
ЗЫ. И вот еще что .
Александр, я предлагаю вам пользоваться параметром «S – квадрат»
Так удобнее.
Иными словами, я, когда рассуждаю о постоянстве отношения куба напряжения к квадрату мощности я говорю что эту константу удобнее понимать как квадрат некоей величины …
«S – квадрат»
И далее, пронормируем ток и мощность и получим чистые зависимости: U = I^2 = R^2; P^2 = U^3 Равенства будут справедливы также для любой лампы накаливания! Отлично! Освободились от константы!…)))
Ну, и из первого равенства получаем ПРЯМУЮ пропорциональность: I^2 = R^2 или => Iнорм = Rнорм Упростили, так сказать, лампочку до нельзя…))) И, Станислав, по-моему теория как раз “не висит в воздухе”, потому как Вы сами уже многократно убедились на практике, что она действует.) А следом Александр и я… Ну, а нормирование – это ведь чистая алгебра, т.е преобразование УЖЕ ПОЛУЧЕННЫХ формул, из чего следует, что формулы пронормированных тока, сопротивления и мощности будут ТАКЖЕ справедливы)))
А учитывая, что U = I^2 = R^2, получаем для мощности: P^2 = U^3 = (I^2)^3 = (R^2)^3 => P = I^3 = R^3 Вуаля! Т.е. получается нормированная мощность есть кубическая зависимость от тока и сопротивления! Ну, что ж, прав был Поэт, когда сказал: “…о, сколько нам открытий чудных, готовит просвещенья дух!…” )))))
Дмитрий, меня искренне радует что вас так увлекла тема лампочек)))
Ваше последнее “алгебраически выведенное” соотношение P = I^3 = R^3 Можно “получить” ПРОЩЕ))) В преамбуле к своей статье, в параграфе посвященной “теоретических” аспектов, я написал что-то типа: “Было сделано предположение что ток и сопротивление имеют единую физическую природу – и то и другое следует считать движением носителей заряда”… И уже из этой фразы, вспомнив выражение для мощности, можно “без мучений” записать: Р = I * I * R
значит
P = куб (I) или куб (R) ну… раз сопротивление и ток – это “одно и то же”, то почему бы и не приравнять…?!…
———-
Но “теория” такая “противная” (смеюсь), что ложка дегтя последовала незамедлительно… “Теория” УТОЧНЯЕТ, что ток – это упорядоченное движение электронов, а сопротивление – это хаотичное движение.
Грубо говоря, ток – это движение “вдоль провода”, а сопротивление – это движение “поперек провода”…
Улыбнулся. Ну, а далее надо долго размышлять – ПОЧЕМУ движение “вдоль” не следует отождествлять с движением “поперек”… Моя версия такова. Потому что движение вагона ВДОЛЬ рельсов и раскачивание вагона в поперечном направлении… все-таки не одно и тоже… )))
Станислав, действительно, учитывая, что I = R, и ВОВРЕМЯ вспомнив формулу P = I^2*R, можно было сразу так и записать… Но перед моим взором на тот момент маячило полученное “чистое” P^2 = U^3, откуда и был получен ответ.) Как говорится, математика хороша тем, что конечный результат не зависит от выбранного к нему пути – но чем короче путь, тем лучше…))) И та же математика учитывает и подтверждает теорию, а иненно то, что I и R все таки не “одно и тоже”. Ведь полученное в результате нормирования формулы R = k*I “чистое” равенство Rнорм = Iнорм как раз и означает, что изменение этих величин относительно их номинала и собственно сами величины – это не одно и тоже…) Тема лампочек меня увлекла давно, Станислав…)) Еще будучи студентом очень занудного) факультета “проектирование и производство РЭА”, я задался целью превратить “лампочку Ильича” в формулы. Мной было снято несколько ВАХ ламп, а так же найдено несколько обобщенных графиков других их основных параметров… В результате были получены простые формулы наработки на отказ и светового потока (которые я упомянул здесь в комментах статьи “Белые пятна лампы накаливания”)… К сожалению, до анализа ВАХ и вывода формул электрических зависимостей – дело не дошло – помешала защита диплома, ну а после жизнь-матушка круто “закружила и понесла” и дело было отложено в “долгий ящик” на неопределенный срок… И когда я прочитал Вашу статью на проза.ру, то был приятно удивлен, что кому-то кроме меня была интересна ЛН в формулах). Кстати, Вы вывели формулы основных эл.зависимостей, но совершенно другим путем чем это собирался сделать я… Так что я искренне рад, что нашел и прочитал Вашу статью! И теперь, благодаря Вам, Станислав, то, что я начал еще студентом наконец завершено! А именно: сложилась “полная картина” основных параметров ЛН! Вот они, родимые, нормированные зависимости от напряжения: R = U^0,5 I = U^0,5 P = U^1,5 Ф = U^4 (светов.поток) n = U^2,5 (светов.отдача) T = 1/U^13 (наработка на отказ) Этим моим приближенным формулам тоже можно верить!
Мерить по формуле Ома нельзя она совсем не отражает реальности . Так как не учитывается свойства материала плотность температуру нагрева и так далее в итоге получаем данные по формуле ОМа которые далеки от дейсвительности . Подбор должен быть только методом тыка . Все остальные формулы от лукавого
Грег, формулы не от лукавого, а от науки. Просто ими надо уметь пользоваться и учитывать конкретные условия работы оборудования, вводить соответствующие поправки. А метод тыка существует для проверок.
Тыком проще и не надо заумный формул, А то холодная 20ом, а горячая в 10раз больше.Не впечатлил меня этот ОМ.
Интересно вас почитать, но у меня образования совсем никакого нет.А сопротивление лапочки мне нужно узнать. Измерил мультиметром – не поверил. Получилось 24ом у 200wt лампочки.Потому и полез на ваш сайт, в надежде прояснить истину, т.к. стиралка сломалась и нужно обойти УБЛ замка люка.Ну и понял , что верить теперь ничему нельзя. Мало того ,что мне выучившему в церкви у дьякона только отче наш, впаривают не только лохотронскую технику, но и приборы такие же.К сожалению из вашей математики я ничего не понял.Вопрос остался открытым.Как узнать сопротивление лампочки? Спасибо этому дому, пойду поищу где попроще.
Простыми словами, сопротивление лампочки не одинаково, и зависит от напряжения.
При нулевом напряжении сопротивление одно, при 220В – совсем другое, это объясняется законами физики. Только при чем тут стиральная машина, я не понял?
В стиралке нужно убрать блокировку замка, она работает по принципу чайника. Там нагревательная таблетка,её хочу заменить на резистор.Вот я и подумал заменить лампочкой.Но видно не получится.Теперь я полагаю мне нужно замерить амперы не контактах и высчитать сопротивление ,какое нужно.Ну и искать резистор.Сегодня только узнал , что резисторы ещё и wt определяются.Вот и подумал , что лампа будет лучше, она загорится во всю мочь на крайний случай.Спасибо за внимание.
Я так и сделал. И так мне эта конструкция понравилась.
А тема не раскрыта-фигня ваши лапочки. Вот подключил последовательно трансформатор 220/12 вход через 75 вт R=60 om, выход 12 в.0.5 om -Бздынь!)
Столкнулся с выявленным вами явлением на практике.
Пульт управления парилкой Harvia с сенсорным пультом управления.
Там есть сенсорная кнопка включения света.
6 ламп накаливания 40Вт.
На плате перед выходом на клеммы подключения освещения предохранитель 2,5А.
Изредка предохранитель перегорает по неизвестной причине.
И вот, благодаря вам, причина ясна.
Хотя, замер сопротивления цепи из 6-ти ламп, показывающий 22 Ом должен был вызвать сомнения.
А прикладывая разные напряжения к лампе вы учитывали, что у вас сопротивление источника тока меняется? Знали вы на тот момент о законе Ома для полной цепи? Может надо учебник физики внимательней изучить, а не переписывать?
Алмас, используя блок питания, я предполагал, что это источник напряжения. Соответственно, его внутренним сопротивлением пренебрегал.
У Вас другое мнение?
есть закон Ома для полной цепи. При чем тут мое мнение? Электротехнике как науке 100 лет. Мое мнение – изучение теории требует терпеливости.
Ну как же, сказали “А” – говорите и “Б”. Мое мнение – внутреннее сопротивление источника напряжения настолько мало по сравнению с сопротивлением лампочки, что им можно пренебречь. Возможно, у Вас найдется немного терпения, и я всё-таки услышу Ваше мнение?
Отправляя комментарий, Вы соглашаетесь с Правилами комментирования и разрешаете сбор и обработку персональных данных (имя + эл.почта). Политика конфиденциальности.
ЧТО СЕЙЧАС ОБСУЖДАЮТ:
Свежие статьи на СамЭлектрик.ру: 05.01.2023
Сверлильный станок – восстанавливаем схему
Небольшая зарисовка на тему сверлильных станков. Перед таким станком я однажды очутился: Слова хозяина этого.
Далее 31.12.2022
С Новым 2023 годом!
СамЭлектрик.ру поздравляет своих подписчиков в Новым 2023 годом! Желаю в новом году плодотворной работы.
Далее 12.12.2022
Светодиодная гирлянда – делаем своими руками
Актуальность изготовления новогодней гирлянды сейчас крайне высока. Но она упадёт в ноль 31 декабря. Поэтому по.
Далее 07.12.2022
Автомат 25А на 2,5 мм2 – древняя русская традиция? Рассказ электрика
Многие электрики “со стажем” учат нас жизни, аргументируя свои слова только длительностью своего стажа.
Характеристики светодиодов: потребление тока, напряжение, мощность и светоотдача
Времена, когда светодиоды использовали только в качестве индикаторов включения приборов, давно прошли. Современные светодиодные приборы могут полностью взаимозаменить лампы накаливания в бытовых, промышленных и уличных светильниках. Этому способствуют различные характеристики светодиодов, зная которые можно правильно подобрать LED-аналог. Использование светодиодов, учитывая их основные параметры, открывает обилие возможностей в сфере освещения.
Основой светодиода является искусственный полупроводниковый кристаллик
Какие бывают светодиоды
Светодиод (обозначается СД, СИД, LED в англ.) представляет собой прибор, в основе которого лежит искусственный полупроводниковый кристаллик. При пропускании через него электротока создается явление испускания фотонов, что приводит к свечению. Данное свечение имеет очень узкий диапазон спектра, и цвет его находится в зависимости от материала полупроводника.
Светодиоды вполне могут заменить обычные лампы накаливания
Светодиоды с красным и желтым свечением производят из неорганических полупроводниковых материалов на базе арсенида галлия, зеленые и синие изготавливают на основе индия-галлия-нитрида. Чтобы увеличить яркость светового потока используют различные присадки или применяют метод многослойности, когда слой чистого нитрида алюминия размещают между полупроводниками. В результате образования в одном кристаллике нескольких электронно-дырочных (p-n) переходов, яркость его свечения возрастает.
Различают два типа светодиодов: для индикации и освещения. Первые используют для индикации включения в сеть различных приборов, а также как источники декоративной подсветки. Они представляют собой цветные диоды, помещенные в просвечивающийся корпус, каждый из них имеет четыре вывода. Приборы, излучающие инфракрасный свет, используют в устройствах для удаленного управления приборами (пульт ДУ).
В области освещения используют светодиоды, излучающие белый свет. По цвету различают светодиоды с холодным белым, нейтральным белым и теплым белым свечением. Существует классификация применяемых для освещения светодиодов по способу монтажа. Маркировка светодиода SMD означает, что прибор состоит из алюминиевой или медной подложки, на которой размещен кристаллик диода. Сама подложка располагается в корпусе, контакты которого соединены с контактами светодиода.
Применение светодиодной подсветки в интерьере кухни
Другой тип светодиодов обозначается OCB. В таком приборе на одной плате размещается множество кристаллов, покрытых люминофором. Благодаря такой конструкции достигается большая яркость свечения. Такую технологию используют при производстве светодиодных ламп с большим световым потоком на относительно малой площади. В свою очередь это делает производство светодиодных ламп наиболее доступным и недорогим.
Обратите внимание! Сравнивая лампы на SMD и COB светодиодах можно отметить, что первые поддаются ремонту путем замены вышедшего из строя светодиода. Если не работает лампа на COB светодиодах, придется менять всю плату с диодами.
Характеристики светодиодов
Выбирая для освещения подходящую светодиодную лампу, следует учитывать параметры светодиодов. К ним относят напряжение питания, мощность, рабочий ток, эффективность (светоотдача), температуру свечения (цвет), угол излучения, размеры, срок деградации. Зная основные параметры, можно будет без труда выбрать приборы для получения того или иного результата освещенности.
LED-технологии используются в оформлении табло аэропортов и вокзалов
Величина тока потребления светодиода
Как правило, для обычных светодиодов предусмотрена сила тока величиной 0,02А. Однако бывают светодиоды, рассчитанные на 0,08А. К таким светодиодам относят более мощные приборы, в устройстве которых задействованы четыре кристалла. Они располагаются в одном корпусе. Так как каждый из кристаллов потребляет по 0,02А, в сумме один прибор будет потреблять 0,08А.
Стабильность работы светодиодных приборов зависит от величины тока. Даже незначительное увеличение силы тока способствует снижению интенсивности излучения (старению) кристалла и увеличению цветовой температуры. Это в конечном результате приводит к тому, что светодиоды начинают отливать синим цветом и преждевременно выходят из строя. А если показатель силы тока увеличивается существенно, светодиод сразу перегорает.
Чтобы ограничить потребляемый ток, в конструкциях LED-ламп и светильников предусмотрены стабилизаторы тока для светодиодов (драйверы). Они преобразуют ток, доводя его до нужной светодиодам величины. В случае, когда требуется подключить отдельный светодиод к сети, нужно использовать токоограничительные резисторы. Расчет сопротивления резистора для светодиода выполняют с учетом его конкретных характеристик.
Полезный совет! Чтобы правильно подобрать резистор, можно воспользоваться калькулятором расчета резистора для светодиода, размещенным в сети интернет.
Светодиодная гирлянда может использоваться в качестве декора помещения
Напряжение светодиодов
Как узнать напряжение светодиодов? Дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения. Зная эту величину, можно определить оставшееся на кристалле напряжение. Именно это значение берется во внимание при расчетах.
Учитывая применение различных полупроводников для светодиодов, напряжение у каждого из них может быть разным. Как узнать, на сколько Вольт светодиод? Определить можно по цвету свечения приборов. Например, для синих, зеленых и белых кристаллов напряжение составляет около 3В, для желтых и красных – от 1,8 до 2,4В.
При использовании параллельного подключения светодиодов идентичного номинала с величиной напряжения в 2В можно столкнуться со следующим: в результате разброса параметров одни излучающие диоды выйдут из строя (сгорят), а другие будут очень слабо светиться. Это произойдет ввиду того, что при увеличении напряжения даже на 0,1В наблюдается увеличение силы тока, проходящего через светодиод, в 1,5 раза. Поэтому так важно следить, чтобы ток соответствовал номиналу светодиода.
100Вт лампы накаливания эквивалентно 12-12,5Вт LED-светильника
Светоотдача, угол свечения и мощность светодиодов
Сравнение светового потока диодов с другими источниками света проводят, учитывая силу издаваемого ими излучения. Приборы размером около 5 мм в диаметре дают от 1 до 5 лм света. В то время как световой поток лампы накаливания в 100Вт составляет 1000 лм. Но при сопоставлении необходимо учитывать, что у обычной лампы свет рассеянный, а у светодиода – направленный. Поэтому необходимо принимать во внимание угол рассеивания светодиодов.
Угол рассеивания разных светодиодов может составлять от 20 до 120 градусов. При освещении светодиоды дают более яркий свет по центру и снижают освещенность к краям угла рассеивания. Таким образом, светодиоды лучше освещают конкретное пространство, используя при этом меньше мощности. Однако если требуется увеличить площадь освещенности, в конструкции светильника используют рассеивающие линзы.
Как определить мощность светодиодов? Чтобы определить мощность светодиодной лампы, требующейся для замены лампы накаливания, необходимо применять коэффициент, равный 8. Так, заменить обычную лампу мощностью 100Вт можно светодиодным прибором мощностью не менее 12,5Вт (100Вт/8). Для удобства можно воспользоваться данными таблицы соответствия мощности ламп накаливания и LED-источников света:
| Мощность лампы накаливания, Вт | Соответствующая мощность светодиодного светильника, Вт |
| 100 | 12-12,5 |
| 75 | 10 |
| 60 | 7,5-8 |
| 40 | 5 |
| 25 | 3 |
При использовании светодиодов для освещения очень важен показатель эффективности, который определяется отношением светового потока (лм) к мощности (Вт). Сопоставляя эти параметры у разных источников света, получаем, что эффективность лампы накаливания составляет 10-12 лм/Вт, люминесцентной – 35-40 лм/Вт, светодиодной – 130-140 лм/Вт.
Цветовая температура LED-источников
Одним из важных параметров светодиодных источников является температура свечения. Единицы измерения этой величины – градусы Кельвина (К). Следует отметить, что все источники света по температуре свечения разделяют на три класса, среди которых теплый белый имеет цветовую температуру менее 3300 К, дневной белый – от 3300 до 5300 К и холодный белый свыше 5300 К.
Обратите внимание! Комфортное восприятие человеческим глазом светодиодного излучения непосредственно зависит от цветовой температуры LED-источника.
Цветовая температура обычно указывается на маркировке светодиодных ламп. Она обозначается четырехзначным числом и буквой К. Выбор LED-ламп с определенной цветовой температурой напрямую зависит от особенностей применения ее для освещения. Предложенная ниже таблица отображает варианты использования светодиодных источников с разной температурой свечения:
| Цвет свечения светодиодов | Цветовая температура, К | Варианты использования в освещении | |
| Белый | Теплый | 2700-3500 | Освещение бытовых и офисных помещений как наиболее подходящий аналог лампы накаливания |
| Нейтральный (дневной) | 3500-5300 | Отличная цветопередача таких ламп позволяет применять их для освещения рабочих мест на производстве | |
| Холодный | свыше 5300 | Используется в основном для освещения улиц, а также применяется в устройстве ручных фонарей | |
| Красный | 1800 | Как источник декоративной и фито-подсветки | |
| Зеленый | — | Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка | |
| Желтый | 3300 | Световое оформление интерьеров | |
| Синий | 7500 | Подсветка поверхностей в интерьере, фито-подсветка | |
Волновая природа цвета позволяет выразить цветовую температуру светодиодов, используя длину волны. Маркировка некоторых светодиодных приборов отражает цветовую температуру именно в виде интервала различных длин волн. Длина волны имеет обозначение λ и измеряется в нанометрах (нм).
Типоразмеры SMD светодиодов и их характеристики
Учитывая размер SMD светодиодов, приборы классифицируются в группы с различными характеристиками. Наиболее популярные светодиоды с типоразмерами 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 и 5630. Характеристики SMD светодиодов в зависимости от размеров рознятся. Так, разные типы SMD светодиодов отличаются по яркости, цветовой температуре, мощности. В маркировке светодиодов первые две цифры показывают длину и ширину прибора.
Светодиоды SMD 5630 на LED-ленте
Основные параметры светодиодов SMD 2835
К основным характеристикам SMD светодиодов 2835 относят увеличенную площадь излучения. В сравнении с прибором SMD 3528, который имеет круглую рабочую поверхность, площадь излучения SMD 2835 имеет прямоугольную форму, что способствует большей светоотдаче при меньшей высоте элемента (около 0,8 мм). Световой поток такого прибора составляет 50 лм.
Корпус светодиодов SMD 2835 выполнен из термостойкого полимера и может выдерживать температуру до 240°С. Следует отметить, что деградация излучения в этих элементах составляет менее 5% в течение 3000 часов функционирования. Кроме того, прибор имеет достаточно низкое тепловое сопротивление перехода кристалл-подложка (4 С/Вт). Рабочий ток в максимальном значении – 0,18А, температура кристалла – 130°С.
По цвету свечения выделяют теплый белый с температурой свечения 4000 К, дневной белый – 4800 К, чистый белый – от 5000 до 5800 К и холодный белый с цветовой температурой 6500-7500 К. Стоит отметить, что максимальная величина светового потока у приборов с холодным белым свечением, минимальная – у светодиодов теплого белого цвета. В конструкции прибора увеличены контактные площадки, что способствует лучшему отводу тепла.
Полезный совет! Светодиоды SMD 2835 могут быть использованы для любого типа монтажа.
Размеры светодиода SMD 2835
Характеристики светодиодов SMD 5050
В конструкции корпуса SMD 5050 размещены три однотипных светодиода. LED источники синего, красного и зеленого цвета имеют технические характеристики, аналогичные кристаллам SMD 3528. Значение рабочего тока каждого из трех светодиодов составляет 0,02А, следовательно суммарная величина тока всего прибора 0,06А. Для того, чтобы светодиоды не вышли из строя, рекомендуется не превышать эту величину.
LED приборы SMD 5050 имеют прямое напряжение величиной 3-3,3В и светоотдачу (сетевой поток) 18-21 лм. Мощность одного светодиода складывается из трех величин мощности каждого кристалла (0,7Вт) и составляет 0,21Вт. Цвет свечения, испускаемый приборами, может быть белым во всех оттенках, зеленым, синим, желтым и многоцветным.
Близкое расположение светодиодов разных цветов в одном корпусе SMD 5050 позволило реализовать многоцветные светодиоды с отдельным управлением каждым цветом. Для регулирования светильников с использованием светодиодов SMD 5050 используют контроллеры, благодаря чему цвет свечения можно плавно изменять от одного к другому через заданное количество времени. Обычно такие приборы имеют несколько режимов управления и могут регулировать яркость свечения светодиодов.
Размеры светодиода SMD 5050
Типовые характеристики светодиода SMD 5730
Светодиоды SMD 5730 – современные представители LED-приборов, корпус которых имеет геометрические размеры 5,7х3 мм. Они относятся к сверхярким светодиодам, характеристики которых стабильны и качественно отличаются от параметров предшественников. Изготовленные с применением новых материалов, эти светодиоды отличаются повышенной мощностью и высокоэффективным световым потоком. Кроме того, они могут работать в условиях повышенной влажности, устойчивы к перепадам температур и вибрации, имеют длительный срок службы.
Существует две разновидности приборов: SMD 5730-0,5 с мощностью 0,5Вт и SMD 5730-1 с мощностью 1Вт. Отличительной особенностью приборов является возможность их функционирования на импульсном токе. Величина номинального тока SMD 5730-0,5 составляет 0,15А, при импульсной работе прибор может выдерживать силу тока до 0,18А. Данный тип светодиодов обеспечивает световой поток до 45 лм.
Светодиоды SMD 5730-1 работают на постоянном токе 0,35А, при импульсном режиме – до 0,8А. Эффективность светоотдачи такого прибора может составить до 110 лм. Благодаря термостойкому полимеру, корпус прибора выдерживает температуру до 250°С. Угол рассеивания обоих типов SMD 5730 равен 120 градусам. Степень деградации светового потока составляет менее 1% при работе в течение 3000 часов.
Размеры светодиода SMD 5730
Характеристики светодиодов Cree
Компания Cree (США) занимается разработкой и выпуском сверхъярких и самых мощных светодиодов. Одна из групп светодиодов Cree представлена серией приборов Xlamp, которые делятся на однокристальные и многокристальные. Одной из особенностей однокристальных источников является распределение излучения по краям прибора. Это инновация позволила выпускать светильники с большим углом свечения, используя минимальное количество кристаллов.
В серии LED-источников XQ-E High Intensity угол свечения составляет от 100 до 145 градусов. Имея небольшие геометрические размеры 1,6х1,6 мм, мощность сверхярких светодиодов – 3 Вольта, а световой поток – 330 лм. Это одна из новейших разработок компании Cree. Все светодиоды, конструкция которых разработана на базе одного кристалла, имеют качественную цветопередачу в пределах CRE 70-90.
Статья по теме:
Уличные светодиодные гирлянды: морозостойкие и влагоустойчивые украшения
Как сделать или починить LED-гирлянду самостоятельно. Цены и основные характеристики наиболее популярных моделей.
Компания Cree выпустила несколько вариантов многокристальных LED-приборов с новейшими типами питания от 6 до 72 Вольт. Многокристальные светодиоды делятся на три группы, в которые входят приборы с высоким напряжением, мощностью до 4Вт и выше 4Вт. В источниках до 4Вт собраны 6 кристаллов в корпусе типа MX и ML. Угол рассеивания составляет 120 градусов. Купить светодиоды Cree такого типа можно с белым теплым и холодным цветом свечения.
Полезный совет! Несмотря на высокую надежность и качество света, купить мощные светодиоды серии MX и ML можно по относительно небольшой цене.
В группу свыше 4Вт входят светодиоды из нескольких кристаллов. Самыми габаритными в группе являются приборы мощностью 25Вт, представленные серией MT-G. Новинка компании – светодиоды модели XHP. Один из крупных LED-приборов имеет корпус 7х7 мм, его мощность 12Вт, светоотдача 1710 лм. Светодиоды с высоким напряжением питания объединяют в себе небольшие габариты и высокую светоотдачу.
LED-лампы серии XQ-E High Intensity производителя Cree (США)
Схемы подключения светодиодов
Существуют определенные правила подключения светодиодов. Беря во внимание, что проходящий через прибор ток движется только в одном направлении, для длительного и стабильного функционирования LED-приборов важно учитывать не только определенное напряжение, но и оптимальную величину тока.
Схема подключения светодиода к сети 220В
В зависимости от используемого источника питания, различают два вида схем подключения светодиодов к 220В. В одном из случаев используется драйвер с ограниченным током, во втором – специальный блок питания, стабилизирующий напряжение. Первый вариант учитывает использование специального источника с определенной силой тока. Резистор в данной схеме не требуется, а количество подключаемых светодиодов ограничивается мощностью драйвера.
Для обозначения светодиодов на схеме используются пиктограммы двух видов. Над каждым схематическим их изображением находятся две небольшие параллельные стрелочки, направленные вверх. Они символизируют яркое свечение LED-прибора. Перед тем как подключить светодиод к 220В используя блок питания, необходимо в схему включить резистор. Если это условие не выполнить, это приведет к тому, что рабочий ресурс светодиода существенно сократится или он попросту выйдет из строя.
Схема подключения светодиодов к сети 220В с использованием гасящего конденсатора С1
Если при подключении использовать блок питания, то стабильным в схеме будет лишь напряжение. Учитывая незначительное внутреннее сопротивление LED-прибора, включение его без ограничителя тока приведет к сгоранию прибора. Именно поэтому в схему включения светодиода вводят соответствующий резистор. Следует отметить, что резисторы бывают с разным номиналом, поэтому их следует правильно рассчитывать.
Полезный совет! Негативным моментом схем включения светодиода в сеть 220 Вольт с использованием резистора становится рассеивание большой мощности, когда требуется подключить нагрузку с повышенным потреблением тока. В этом случае резистор заменяют гасящим конденсатором.
Как рассчитать сопротивление для светодиода
При расчете сопротивления для светодиода руководствуются формулой:
U = IхR,
где U – напряжение, I – сила тока, R – сопротивление (закон Ома). Допустим, необходимо подключить светодиод с такими параметрами: 3В – напряжение и 0,02А – сила тока. Чтобы при подключении светодиода к 5 Вольтам на блоке питания он не вышел из строя, надо убрать лишние 2В (5-3 = 2В). Для этого необходимо включить в схему резистор с определенным сопротивлением, которое рассчитывается с помощью закона Ома:
R = U/I.
Резисторы с различными значениями сопротивления
Таким образом, отношение 2В к 0,02А составит 100 Ом, т.е. именно такой необходим резистор.
Очень часто бывает, что учитывая параметры светодиодов, сопротивление резистора имеет нестандартное для прибора значение. Такие ограничители тока нельзя отыскать в точках продажи, например, 128 или 112,8 Ом. Тогда следует использовать резисторы, сопротивление которых имеет ближайшее большее значение по сравнению с расчетным. При этом светодиоды будут функционировать не в полную силу, а лишь на 90-97%, но это будет незаметно для глаза и положительно отразится на ресурсе прибора.
В интернете представлено множество вариантов калькуляторов расчетов светодиодов. Они учитывают основные параметры: падение напряжения, номинальный ток, напряжение на выходе, количество приборов в цепи. Задав в поле формы параметры LED-приборов и источников тока, можно узнать соответствующие характеристики резисторов. Для определения сопротивления маркированных цветом токоограничителей также существуют онлайн расчеты резисторов для светодиодов.
Схемы параллельного и последовательного подключения светодиодов
При сборке конструкций из нескольких LED-приборов используют схемы включения светодиодов в сеть 220 Вольт с последовательным или параллельным соединением. При этом для корректного подключения следует учитывать, что при последовательном включении светодиодов требуемое напряжение представляет собой сумму падений напряжений каждого прибора. В то время как при параллельном включении светодиодов складывается сила тока.
Схемы параллельного подключения светодиодов. В варианте 1 на каждую цепь диодов используется отдельный резистор, в варианте 2 — один общий для всех цепей
Если в схемах используются LED-приборы с разными параметрами, то для стабильной работы необходимо рассчитать резистор для каждого светодиода отдельно. Следует отметить, что двух совершенно одинаковых светодиодов не существует. Даже приборы одной модели имеют незначительные отличия в параметрах. Это приводит к тому, что при подключении большого их количества в последовательную или параллельную схему с одним резистором, они могут быстро деградировать и выйти из строя.
Обратите внимание! При использовании одного резистора в параллельной или последовательной схеме можно подключать лишь LED-приборы с идентичными характеристиками.
Расхождение в параметрах при параллельном подключении нескольких светодиодов, допустим 4-5 шт., не повлияет на работу приборов. А если в такую схему подключить много светодиодов – это будет плохим решением. Даже если LED-источники имеют незначительный разброс характеристик, это приведет к тому, что некоторые приборы будут излучать яркий свет и быстро сгорят, а другие – будут слабо светиться. Поэтому при параллельном подключении следует всегда использовать отдельный резистор для каждого прибора.
Что касается последовательного соединения, то здесь имеет место экономное потребление, так как вся цепь расходует количество тока, равное потреблению одного светодиода. При параллельной схеме, потребление составляет сумму расходования всех включенных в схему LED-источников, включенных в схему.
Схема последовательного подключения светодиодов
Как подключить светодиоды к 12 Вольтам
В конструкции некоторых приборов резисторы предусмотрены еще на этапе изготовления, что дает возможность подключения светодиодов к 12 Вольт или 5 Вольт. Однако такие приборы не всегда можно найти в продаже. Поэтому в схеме подключения светодиодов к 12 вольт предусматривают ограничитель тока. Первым делом необходимо выяснить характеристики подключаемых светодиодов.
Такой параметр, как прямое падение напряжения у типовых LED-приборов составляет около 2В. Номинальный ток у этих светодиодов соответствует 0,02А. Если требуется подключить такой светодиод к 12В, то «лишние» 10В (12 минус 2) необходимо погасить ограничительным резистором. С помощью закона Ома можно рассчитать для него сопротивление. Получим, что 10/0,02 = 500 (Ом). Таким образом, необходим резистор с номиналом 510 Ом, который является ближайшим по ряду электронных компонентов Е24.
Чтобы такая схема работала стабильно, требуется еще вычислить мощность ограничителя. Используя формулу, исходя из которой мощность равна произведению напряжения и тока, рассчитываем ее значение. Напряжение величиной 10В умножаем на ток 0,02А и получаем 0,2Вт. Таким образом, необходим резистор, стандартный номинал мощности которого составляет 0,25Вт.
Схема подключения RGB светодиодной ленты к 12В
Если в схему необходимо включить два LED-прибора, то следует учитывать, что напряжение падающее на них, будет составлять уже 4В. Соответственно для резистора останется погасить уже не 10В, а 8В. Следовательно, дальнейший расчет сопротивления и мощности резистора делается на основании этого значения. Расположение резистора в схеме можно предусмотреть в любом месте: со стороны анода, катода, между светодиодами.
Как проверить светодиод мультиметром
Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».
Полезный совет! Перед тем как проверить светодиод на работоспособность, рекомендуется приглушить основное освещение, так как при тестировании ток очень низкий и светодиод будет излучать свет так слабо, что при нормальном освещении этого можно не заметить.
Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра
Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.
Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.
Что можно сделать из светодиодов своими руками
Многие радиолюбители практикуют сборку различных конструкций из светодиодов своими руками. Собранные самостоятельно изделия не уступают по качеству, а иногда и превосходят аналоги производственного изготовления. Это могут быть цветомузыкальные устройства, мигающие конструкции светодиодов, бегущие огни на светодиодах своими руками и многое другое.
Использование светодиодов в создании сценических костюмов
Сборка стабилизатора тока для светодиодов своими руками
Чтобы ресурс светодиода не выработался раньше положенного срока, необходимо чтобы ток, протекающий через него, имел стабильное значение. Известно, что светодиоды красного, желтого и зеленого цвета могут справляться с повышенной нагрузкой по току. В то время как сине-зеленые и белые LED-источники даже при небольшой перегрузке сгорают за 2 часа. Таким образом, для нормальной работы светодиода необходимо решить вопрос с его питанием.
Если собрать цепочку из последовательно или параллельно соединенных светодиодов, то обеспечить им идентичное излучение можно в том случае, если ток, проходящий через них, будет иметь одинаковую силу. Кроме того, импульсы обратного тока могут негативно повлиять на ресурс LED-источников. Чтобы такого не произошло, необходимо включить в схему стабилизатор тока для светодиодов.
Качественные признаки светодиодных светильников зависят от применяемого драйвера – устройства, которое преобразует напряжение в стабилизированный ток с конкретным значением. Многие радиолюбители собирают схему питания светодиодов от 220В своими руками на базе микросхемы LM317. Элементы для такой электронной схемы имеют небольшую стоимость и такой стабилизатор легко сконструировать.
Схема подключения мощного светодиода с использованием интегрального стабилизатора напряжения LM317
При использовании стабилизатора тока на LM317 для светодиодов регулируют ток в пределах 1А. Выпрямитель на базе LM317L стабилизирует ток до 0,1А. В схеме устройства используют всего лишь один резистор. Его рассчитывают посредством онлайн калькулятора сопротивления для светодиода. Для питания подойдут имеющиеся подручные устройства: блоки питания от принтера, ноутбука или другой бытовой электроники. Более сложные схемы собирать самостоятельно не выгодно, так как их проще приобрести в готовом виде.
ДХО из светодиодов своими руками
Применение на автомобилях дневных ходовых огней (ДХО) заметно повышает видимость автомобиля в светлое время другими участниками дорожного движения. Многие автолюбители практикуют самостоятельную сборку ДХО с использованием светодиодов. Один из вариантов – устройство ДХО из 5-7 светодиодов мощностью 1Вт и 3Вт на каждый блок. Если использовать менее мощные LED-источники, световой поток не будет соответствовать нормативам для таких огней.
Полезный совет! При изготовлении ДХО своими руками, учитывайте требования ГОСТа: световой поток 400-800 Кд, угол свечения в горизонтальной плоскости – 55 градусов, в вертикальной – 25 градусов, площадь – 40 см².
Дневные ходовые огни улучшают видимость автомобиля на дороге
Для основания можно использовать плату из алюминиевого профиля с площадками для крепления светодиодов. Светодиоды фиксируются на плате с помощью теплопроводного клеящего состава. В соответствии с типом LED-источников подбирается оптика. В данном случае подойдут линзы с углом свечения 35 градусов. Линзы устанавливаются на каждый светодиод отдельно. Провода выводятся в любую удобную сторону.
Далее изготавливается корпус для ДХО, служащий одновременно и радиатором. Для этого можно использовать П-образный профиль. Готовый светодиодный модуль располагают внутри профиля, закрепив его на винтах. Все свободное пространство можно залить прозрачным герметиком на силиконовой основе, оставив на поверхности только линзы. Такое покрытие будет служить в качестве влагозащиты.
Подключение ДХО к питанию производится с обязательным использованием резистора, сопротивление которого предварительно просчитывается и проверяется. Способы подключения могут быть разными, учитывая модель автомобиля. Схемы подключения можно отыскать в сети интернет.
Схема подключения ДХО с блоком управления
Как сделать, чтобы светодиоды мигали
Наиболее популярными мигающими светодиодами, купить которые можно в готовом виде, являются приборы, регулируемые уровнем потенциала. Мигание кристалла происходит за счет изменения питания на выводах прибора. Так, двухцветный красно-зеленый LED-прибор излучает свет в зависимости от направления проходящего по нему тока. Эффект мигания в RGB-светодиоде достигается подключением трех выводов для отдельного управления к конкретной системе регулирования.
Но можно сделать мигающим и обычный одноцветный светодиод, имея в арсенале минимум электронных компонентов. Перед тем как сделать мигающий светодиод, необходимо выбрать работающую схему, которая будет простой и надежной. Можно использовать схему мигающего светодиода, которая будет запитана от источника с напряжением 12В.
Схема состоит из транзистора небольшой мощности Q1 (подойдет кремниевый высокочастотный КТЗ 315 или его аналоги), резистора R1 820-1000 Ом, 16-вольтового конденсатора С1 емкостью 470 мкФ и LED-источника. При включении схемы конденсатор заряжается до 9-10В, после этого транзистор на миг открывается и отдает накопленную энергию светодиоду, который начинает мигать. Данную схему можно реализовать только в случае питания от источника 12В.
Мигание светодиодов используется, например, в елочной гирлянде
Можно собрать более усовершенствованную схему, которая работает по аналогии с транзисторным мультивибратором. В схему входят транзисторы КТЗ 102 (2 шт.), резисторы R1 и R4 по 300 Ом каждый, чтобы ограничить ток, резисторы R2 и R3 по 27000 Ом, чтобы задавать ток базы транзисторов, 16-вольтовые полярные конденсаторы (2 шт. емкостью 10 мкФ) и два LED-источника. Данная схема питается от источника постоянного напряжения 5В.
Схема работает по принципу «пары Дарлингтона»: конденсаторы С1 и С2 попеременно заряжаются и разряжаются, что служит причиной открывания конкретного транзистора. Когда один транзистор отдает энергию С1, загорается один светодиод. Далее плавно заряжается С2, а ток базы VT1 снижается, что приводит к закрытию VT1 и открытию VT2 и загорается другой светодиод.
Полезный совет! Если использовать напряжение питания свыше 5В, потребуется применить резисторы с другим номиналом, чтобы исключить выход из строя светодиодов.
Схема вспышек на светодиоде
Сборка цветомузыки на светодиодах своими руками
Чтобы реализовать достаточно сложные схемы цветомузыки на светодиодах своими руками, необходимо сначала разобраться, как работает простейшая схема цветомузыки. Она состоит из одного транзистора, резистора и LED-прибора. Такую схему можно запитать от источника с номиналом от 6 до 12В. Функционирование схемы происходит за счет каскадного усиления с общим излучателем (эмиттером).
На базу VT1 поступает сигнал с изменяющейся амплитудой и частотой. В том случае, когда колебания сигнала превышают заданный порог, транзистор открывается и загорается светодиод. Минусом данной схемы является зависимость мигания от степени звукового сигнала. Таким образом эффект цветомузыки будет проявляться только при определенной степени громкости звука. Если звук увеличить. светодиод будет все время гореть, а при уменьшении – чуть вспыхивать.
Чтобы добиться полноценного эффекта, используют схему цветомузыки на светодиодах с разбивкой диапазона звука на три части. Схема с трехканальным преобразователем звука питается от источника напряжением 9В. Огромное количество схем цветомузыки можно найти в интернете на различных форумах радиолюбителей. Это могут быть схемы цветомузыки с использованием одноцветной ленты, RGB-светодиодной ленты, а также схемы плавного включения и выключения светодиодов. Так же в сети можно отыскать схемы бегущих огней на светодиодах.
Схема для сборки цветомузыки своими руками
Конструкция индикатора напряжения на светодиодах своими руками
Схема индикатора напряжения включает резистор R1 (переменное сопротивление 10 кОм), резисторы R1, R2 (1кОм), два транзистора VT1 КТ315Б, VT2 КТ361Б, три светодиода – HL1, HL2 (красные), HLЗ (зеленый). X1, X2 – 6-вольтовые источники питания. В данной схеме рекомендуется использовать LED-приборы с напряжением 1,5В.
Алгоритм работы самодельного светодиодного индикатора напряжения представляет собой следующее: когда подается напряжение, светится центральный LED-источник зеленого цвета. В случае падения напряжения, включается светодиод красного цвета, расположенный слева. Увеличение напряжения заставляет светиться красный светодиод, размещенный справа. При среднем положении резистора все транзисторы будут в закрытом положении, и напряжение поступит лишь на центральный зеленый светодиод.
Открытие транзистора VT1 происходит, когда ползунок резистора передвигают вверх, тем самым повышая напряжение. В этом случае поступление напряжения на HL3 прекращается, и оно подается на HL1. При перемещении ползунка вниз (понижение напряжение) происходит закрытие транзистора VT1 и открытие VT2, что даст питание светодиоду HL2. С незначительной задержкой LED HL1 погаснет, HL3 один раз мелькнет и засветится HL2.
Схема сборки индикатора напряжения на светодиодах своими руками
Такую схему можно собрать, используя радиодетали от устаревшей техники. Некоторые собирают ее на текстолитовой плате, соблюдая масштаб 1:1 c размерами деталей, чтобы все элементы могли разместиться на плате.
Безграничный потенциал LED-освещения дает возможность самостоятельно конструировать из светодиодов различные светотехнические приборы с отличными характеристиками и достаточно низкой стоимостью.