Why an LED needs a resistor, and how to size one

الـLED دايود. تحت نحو 2 V بالكاد يوصّل، وفوق ذلك بقليل يسحب من التيار كل ما تسمح به بقية الدائرة، مع ارتفاع ضئيل جدًا في الجهد. وإذا لم يكن في الحلقة شيء آخر، فإن LED موصولًا مباشرةً عبر مصدر 5 V يطلب تيارًا أكبر بكثير مما يتحمله هو أو يقدمه المصدر. مهمة المقاومة على التوالي أن تكون هي ما يحدّ التيار فعلًا، لأن الـLED لن يفعل ذلك بنفسه.

الحساب هو قانون أوم بعد طرح هبوط الـLED أولًا. اختر الجهد الأمامي، لنقل 2 V لـLED أحمر أو أخضر عادي، واطرحه من جهد المصدر، ثم اقسم الباقي على المقاومة: (5 V - 2 V) / 220 ohm يساوي نحو 13.6 mA، وهو ضمن ما يتحمله LED مؤشر صغير بارتياح. إذا نصّفت المقاومة تضاعف التيار تقريبًا، وإذا ضاعفتها نصف التيار تقريبًا. ليست هناك قيمة صحيحة واحدة، بل نطاق ساطع بما يكفي ليُرى وأقل بأمان من الحد الأقصى المقنَّن للـLED.

في الدائرة أعلاه مصباحا LED لترى الاختيار نفسه مرتين في سياقين مختلفين. على اليسار يقع زر ضغط وLED ومقاومة 220 ohm في حلقة واحدة مع المصدر: اضغط الزر فيضيء الـLED عند 13.6 mA نفسها، وعندما تتركه تنفتح الحلقة بدل أن يتناقص التيار تدريجيًا. وعلى اليمين تقود ساعة 2 Hz LED ومقاومة أخرى دون زر ودون معالج على الإطلاق، فترى المقاومة تؤدي العمل نفسه على إشارة تتغير من تلقاء نفسها.

يُنمذَج الـLED في Mokxi على أنه ذلك الهبوط الأمامي زائد مقاومة ديناميكية صغيرة، وليس مفتاحًا مثاليًا، لذلك تبقى شبكة المصعد قريبة من 2 V أثناء مرور التيار. والمجس الذي تراه ليس الحالة اللحظية أيضًا: بل هو متوسط قصير العمر لها، موزون بالطريقة التي تدرك بها العين السطوع فعلًا، بثابت زمني نحو 8 ملي ثانية. ولهذا يبدو الـLED سريع الوميض دراسةً في السطوع المُدرَك لا ومضات متقطعة، وهو أيضًا سبب أن LED خافتًا بـPWM، في الصفحة الخاصة بـPWM، يبدو كأنه يخبو بنعومة بدل أن يرتعش.

جرّب خفض قيمة المقاومة في أي من مصباحي LED في المحرر وشاهد التيار يرتفع. لا يوجد نموذج احتراق هنا: المقاومة الصغيرة جدًا بالخطأ تظهر فقط على شكل تيار غير واقعي على المجس، وهي طريقة آمنة لرؤية الخطأ دون أن يفشل أي شيء فعلًا.