Основы электроники. Урок №4: Расчет резистора для светодиода
Сегодня мы начнем с изучения нового элемента, а именно светодиода. Основные сведения о светодиоде собраны в отдельной статье здесь.
Светодиод, в основном, имеет 2 вывода: длинный вывод (анод) соединяется с плюсом питания, более короткий вывод (катод) с минусом. Светодиод, подключенный наоборот не будет светиться, и кроме того, при превышении определенного напряжения может даже сгореть.

С чего следует начать при работе со светодиодом? С просмотра технических параметров на конкретный светодиод! Иногда необходимые нам сведения можно также получить при покупке в магазине. Что же нам нужно знать? То, что мы ищем – это прямой ток (forward current) и прямое напряжение (forward voltage).
Для светодиода главное — это правильно подобранный ток, так как он напрямую влияет на срок службы светодиода. Поэтому мы говорим, что светодиод — это элемент, питаемый током (не напряжением!).
При изучении datasheet для одноцветных светодиодов размером 5мм вот что было обнаружено:
- красный светодиод: 20 мА / 2,1 В
- зеленый светодиод: 20 мА / 2,2 В
- желтый светодиод: 20 мА / 2,2 В
- оранжевый светодиод: 25 мА / 2,1 В
- синий светодиодный индикатор: 20 мА / 3,2 В
- светодиод белый: 25 мА / 3,4 В
(параметры светодиодов могут незначительно отличаться в зависимости от экземпляра и производителя светодиодов)
Нашим источником питания, как и в предыдущих упражнениях, является кассета из 4 батареек, дающие напряжение около 6 вольт. Теперь встает вопрос: как подобрать резистор для ограничения тока красного светодиода, подключенного согласно следующей схеме:

Наша батарея обеспечивает напряжение порядка 6 вольт. Красному светодиоду необходим ток около 20мА. Плюс ко всему нужно учесть падение напряжения на этом светодиоде, т. е. 2,1 вольт:
Теперь достаточно подставить наши данные в формулу:
Таким вот простым способом мы рассчитали сопротивление резистора R1 для красного светодиода, который должен иметь сопротивление минимум 195 Ом. Но вы не сможете найти резистор такого номинала! Что же делать в таком случае? Надо взять из номинального ряда резистор большей величины, но с максимально близким сопротивлением.
Ближайший в номинальном ряду резисторов находится резистор с сопротивлением 200 Ом, и именно такой мы должны использовать в нашей схеме. Почему? Конечно, ничто не мешает нам использовать резистор большего сопротивления, например, 470 Ом, 2,2 кОм… Но как это повлияет на свечение нашего светодиода? Давайте проверим!

На фото этого конечно не заметно, но светодиод светит очень ярко с резистором 200 Ом. Но что случится, если мы заменим резистор на другой, с большим сопротивлением, например, 470 Ом? Светодиод по-прежнему горит. Дальше будем последовательно увеличивать сопротивление: 2,2кОм, 3,9кОм, 4,7кОм… Обратите внимание, что светодиод с увеличением сопротивления резистора светит все слабее и слабее пока, наконец, вообще не перестает светиться.
Еще одно замечание по существу — необходимо использовать резисторы немного больше, чем это следует из расчетов (например, 210 Ом вместо 200 Ом). Почему? Наверно вы обратили внимание, что для расчетов мы взяли номинальное напряжение нашей батареи, в реальности свежие батарейки могут давать более высокое напряжение и поэтому сопротивление резистора может быть недостаточным. Ток на светодиоде будет выше необходимого, что в конечном счете скажется на сроке его службы.
Еще один пример, из жизни (вернее из частых вопросов). Как подобрать резистор для схемы (в автомобиль) , в которой последовательно соединены два красных светодиода (прямой ток 20 мА, прямое напряжение 2,1 В)?

Величину сопротивления резистора R1 рассчитываем аналогично, как в примере выше, с той лишь разницей, что от напряжения бортовой сети автомобиля (14В), необходимо вычесть падение напряжения на обоих диодах D1 и D2:
UR1 = 14В – 2,1В – 2,1В
Теперь подставим данные в формулу:
Резистор R1, к которому подключены последовательно два красных светодиода, должен иметь сопротивление минимум 490 Ом. Ближайший в ряду является резистор номиналом 510 Ом. Если у вас нет резистора номиналом 510 Ом, помните, что вы можете соединить последовательно несколько резисторов, например, 5 резисторов по 100 Ом.
А можем ли мы в этой схеме последовательно подключить еще 5 светодиодов? Нет! На каждом из подключенных светодиодов возникает некоторое падение напряжения, другими словами каждый из них потребляет некоторое количество напряжения, например, каждому красному светодиоду нужно 2,1 вольт. Легко подсчитать, что наша батарея не в состоянии обеспечить такое напряжение:
Приведенный выше пример касается схемы, установленной в автомобиле, где источник напряжения 14В.
Таким же образом вы можете рассчитать сопротивление резистора для аналогичной схемы с напряжением питания 6 вольт. Какое получится сопротивление резистора R1? По нашим расчетам следует, что 90 Ом.

Следующий пример будет касаться параллельного соединения светодиодов, так как показано на следующем рисунке:

На этот раз предположим, что светодиод — D1 красный (прямой ток 20 мА, прямое напряжение около 2,1 В), а светодиод D2 имеет белый цвет (прямой ток 25 мА, прямое напряжение 3,4 В).
Из первого закона Кирхгофа мы знаем, что:
Подключая светодиоды параллельно к источнику питания, следует помнить, что каждый светодиод должен иметь свой резистор! Теперь давайте посчитаем падение напряжения на каждом из резисторов:
Мы знаем, силу тока и напряжение, давайте посчитаем сопротивление:
Резистор R1 должен иметь сопротивление как минимум 195 Ом (ближайший в номинальном ряду резистор на 200 Ом), а резистор R2 должен иметь сопротивление не менее 104 Ом (ближайший в ряду будет на 120 Ом).

Как лучше соединять светодиоды: последовательно или параллельно? Ответ не простой, потому что оба варианта имеют свои плюсы и минусы:
Вид соединения светодиодов
Под конец урока рассмотрим еще один популярный вид – мощные светодиоды. Благодаря им, мы можем получить яркий свет. Мощные светодиоды используются, например, в автомобилях, поэтому следующий пример будет касаться именно проблемы установки мощных светодиодов в автомобиле.

Напряжение в сети автомобиля 14 вольт. Мощный светодиод имеет прямой ток 350 мА и падение напряжения 3,3 вольт. Рассчитаем сопротивление для мощного светодиода так, как мы это делали выше:
R1 = UR1 / I
R1 = 10,7В / 350мА
R1 = 31 Ом
Для нашего примера надо подобрать резистор минимум 31 Ом. Проблема в том, что мощный светодиод, как указывает само название, имеет большую мощность и здесь обычный резистор не достаточен. Помимо соответствующего сопротивления наш резистор должен иметь соответствующую номинальную мощность, т. е. допустимую мощность, которая выделяется на резисторе при его работе.
Помните, что основная задача резистора — это сопротивление току. При сопротивлении всегда будет выделяться тепло в той или иной степени. Слишком большая мощность может повредить резистор.
Мощность вычисляем по следующей формуле:
P = 10,7В x 350мА
Номинальная мощность нашего резистора — это минимум 3,7 Вт. В связи с этим, наши стандартные резисторы мощностью 0,25 Вт быстро сгорят. В приведенном выше примере необходимо применить резистор на 5 Вт, но лучшим решением использование нескольких резисторов по 5 Вт, соединенных последовательно или параллельно. Почему? Причина в том, что резисторы плохо отводят тепло (хотя бы из-за их формы), а использование нескольких резисторов сразу увеличит общую площадь поверхности, через которую происходит отдача тепла.

При подборе резистора для мощного светодиода необходимо дополнительно учитывать значительное повышение температуры самого светодиода, что вызывает изменение прямого тока. Поэтому лучше взять резистор большего сопротивления, что обеспечит стабильную работу светодиода при увеличении прямого тока из-за его нагрева во время работы.
Но на практике для питания мощных светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые будут обсуждаться в последующих уроках.
Общее правило при подборе резистора (резисторов) для светодиодов является использование чуть большего сопротивления, чем это следует из расчетов. Прямой ток и падение напряжения, протекающие через светодиод лучше измерить мультиметром, чтобы в расчетах учитывать реальные параметры конкретного светодиода.
Какое сопротивление SMD резистора на фото ?
Фото, к сожалению, не представлено.
Маркировка SMD резисторов.
SMD резисторы с допуском 2%, 5% и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами, первые две из которых обозначают сопротивление в омах (мантиссу) , а последняя – количество последующих нулей (показатель степени по основанию 10). При необходимости к значащим цифрам добавляется буква R для обозначения десятичной точки. Например, маркировка 513 означает, что резистор имеет номинал 51 000 (51 x 10^3) Ом или 51 кОм.
Прецизионные резисторы (с допуском 1% и выше) типоразмеров от 0805 маркируются четырмя цифрами, первые три из которых обозначают сопротивление в омах, а последняя – количество последующих нулей. Буква R служит для обозначения десятичной точки. Так, маркировка 7501 означает, что резистор имеет номинал 7500 Ом (750 x 10^1), или 7,5 кОм. Для пояснения ниже приведем несколько примеров.
Резисторы с допуском 1% типоразмера 0603 маркируются с использованием приведенной ниже таблицы EIA-96 двумя цифрами и одной буквой. Цифры задают код, по которому определяют мантиссу, а буква – показатель степени по основанию 10 для определения номинала резистора в омах. Например, маркировка 10C означает, что резистор имеет номинал 124 x 10^2 Ом = 12,4 кОм.
Источник: Физика
Остальные ответы
SMD резистор, как проверять?
Подскажите если при проверки SMD резистором не реагирует, нет сопротивления. Это значит что он не рабочий?
Дополнен 8 лет назад
Проверял мультиметром сопротивление, все показывают сопротивление, а вот три резистора не показывают сопротивление!
Голосование за лучший ответ
а по маркировке, какое сопротивление должно быть?
ВладиславУченик (140) 8 лет назад
По маркировке должен выдавать 55 Ом. А он вообще не выдаёт нечего, сопротивление как будто нет
Андрей Искусственный Интеллект (113019) или он неисправен или плохой контакт щупов с контактами резистора.
Очевидно да сгорел наверное и обрыв не показывает сопротивление. Но это если ты его с кондером или диодом не попутал
ВладиславУченик (140) 8 лет назад
Нет, он даже посхеме написан что резистор (R)
Или мультиметр выкручен на кОм а не омы
смотря как измерять, и на каком пределе и какое его сопротивление. если оно сответствует нужному пределу измерения, то резистор не исправен
Есть резисторы и с нулевым сопротивлением
ВладиславУченик (140) 8 лет назад
Есть но это не он
Обычно SMD резистор проверяют по двум параметрам: Целостность упаковки и правильность этикетки.
а прозвонкой?
ВладиславУченик (140) 8 лет назад
На моем мультиметре нет почему то режима прозвонки
_____MAYK _____ Просветленный (38108) Рядом с измерением коэффициента передачи тока транзистора, что? диод по моему нарисован или нет?
SMD резисторы. Маркировка SMD резисторов, размеры, онлайн калькулятор
В общем, термин SMD (от англ. Surface Mounted Device) можно отнести к любому малогабаритному электронному компоненту, предназначенному для монтажа на поверхность платы по технологии SMT (технология поверхностного монтажа).
Онлайн калькулятор SMD резисторов
Этот калькулятор поможет вам определить сопротивления SMD резисторов. Просто введите код, написанный на резисторе и его сопротивление отразится внизу.
Калькулятор может быть использован для определения сопротивления SMD резисторов, которые маркированы 3 или 4 цифрами, а так же по стандарту EIA-96 (2 цифры + буква).
Хотя мы сделали все возможное, чтобы проверить функцию данного калькулятора, мы не можем гарантировать, что он вычисляет правильные значения для всех резисторов, поскольку иногда производители могут использовать свои пользовательские коды.
Поэтому чтобы быть абсолютно уверенным в значении сопротивления, лучше всего дополнительно измерить сопротивление с помощью мультиметра.
SMD резисторы
SMT технология (от англ. Surface Mount Technology ) была разработана с целью удешевления производства, повышению эффективности изготовления печатных плат с использованием более мелких электронных компонентов: резисторов, конденсаторов, транзисторов и т. д. Сегодня рассмотрим один из таких видов резисторов – SMD резистор.
SMD резисторы – это миниатюрные резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы значительно меньше, чем их традиционный аналог. Они часто бывают квадратной, прямоугольной или овальной формы, с очень низким профилем.

Вместо проволочных выводов обычных резисторов, которые вставляются в отверстия печатной платы, у SMD резисторов имеются небольшие контакты, которые припаяны к поверхности корпуса резистора. Это избавляет от необходимости делать отверстия в печатной плате, и тем самым позволяет более эффективно использовать всю ее поверхность.
Размеры SMD резисторов
В основном термин типоразмер включает в себя размер, форму и конфигурацию выводов (тип корпуса) какого-либо электронного компонента. Например, конфигурация обычной микросхемы, которая имеет плоский корпус с двусторонним расположением выводов (перпендикулярно плоскости основания), называется DIP.
Типоразмер SMD резисторов стандартизированы, и большинство производителей используют стандарт JEDEC. Размер SMD резисторов обозначается числовым кодом, например, 0603. Код содержит в себе информацию о длине и ширине резистора. Таким образом, в нашем примере код 0603 (в дюймах) длина корпуса составляет 0,060 дюйма, шириной 0,030 дюйма.
Такой же типоразмер резистора в метрической системе будет иметь код 1608 (в миллиметрах), соответственно длина равна 1,6 мм, ширина 0,8мм. Чтобы перевести размеры в миллиметры, достаточно размер в дюймах перемножить на 25,4.
Размеры SMD резисторов и их мощность
Размер резистора SMD зависит главным образом от необходимой мощности рассеивания. В следующей таблице перечислены размеры корпуса и мощность smd резисторов наиболее часто используемых на практике, а именно — smd резисторы 0201, 0420, 0603, 0805, 1206, 1210, 1218, 2010 и 2512:

Следовательно исходя из приведенной выше таблицы по размеру корпуса можно определить мощность smd резистора.
Маркировка SMD резисторов
Из-за малого размера SMD резисторов, на них практически невозможно нанести традиционную цветовую маркировку резисторов.
В связи с этим был разработан особый способ маркировки позволяющий определить тот или иной номинал smd резистора. Наиболее часто встречающаяся маркировка содержит три или четыре цифры, либо две цифры и букву, имеющая название EIA-96. Далее приводиться расшифровка smd резисторов.
Маркировка с 3 и 4 цифрами
В этой системе первые две или три цифры обозначают численное значение сопротивления резистора, а последняя цифра показатель множителя. Эта последняя цифра указывает степень, в которую необходимо возвести 10, чтобы получить окончательный множитель.


Еще несколько примеров определения сопротивлений в рамках данной системы:
- 450 = 45 х 10 0 равно 45 Ом
- 273 = 27 х 10 3 равно 27000 Ом (27 кОм)
- 7992 = 799 х 10 2 равно 79900 Ом (79,9 кОм)
- 1733 = 173 х 10 3 равно 173000 Ом (173 кОм)
Буква “R” используется для указания положения десятичной точки для значений сопротивления ниже 10 Ом. Таким образом, 0R5 = 0,5 Ом и 0R01 = 0,01 Ом.

Маркировка EIA-96
SMD резисторы повышенной точности (прецизионные) в сочетании с малыми размерами, создали необходимость в новой, более компактной маркировке. В связи с этим был создан стандарт EIA-96. Данный стандарт предназначен для резисторов с допуском по сопротивлению в 1%.

Эта система маркировки состоит из трех элементов: две цифры указывают код номинала резистора, а следующая за ними буква определяет множитель. Две цифры представляют собой код, который дает трехзначное число сопротивления (см. табл.)
Например, код 04 означает 107 Ом, а 60 соответствует 412 Ом. Множитель дает конечное значение резистора, например:

И в завершении для закрепления материала приведем примеры маркировки smd резисторов:
- smd резистор 01a = 100 Ом ± 1%,
- smd резистор 01b = 1 kОм ± 1%,
- smd резистор 01e = 1 MОм ± 1%,
- smd резистор 100 = 10 Ом ± 5%,
- smd резистор 101 = 100 Ом ± 5%,
- smd резистор 102 = 1 kОм ± 5%,
- smd резистор 103 = 10 kОм ± 5%,
- smd резистор 104 = 100 kОм ± 5%,
- smd резистор 105 = 1 MОм ± 5%,
- smd резистор 120 =12 Ом ± 5%,
- smd резистор 200 = 20 Ом ± 5%,
- smd резистор 220 = 22 Ом ± 5%,
- smd резистор 330 = 33 Ом ± 5%,
- smd резистор 470 = 47 Ом ± 5%
- smd резистор 471 = 470 Ом ± 5%,
- smd резистор 472 = 4,7 kОм ± 5%,
- smd резистор 510 = 51 Ом ± 5%,
- smd резистор 511 = 510 Ом ± 5%,
- smd резистор 514 = 510 kОм ± 5%,
- smd резистор 562 = 5,6 kОм ± 5%,
- smd резистор 1001 = 1 kОм ± 1%,
- smd резистор 1002 = 10 kОм ± 1%,
- smd резистор 1003 = 100 kОм ± 1%,
- smd резистор 1004 = 1 MОм ± 1%,
- smd резистор r010 = 0,010 Ом,
- smd резистор r020 = 0,020 Ом,
- smd резистор r050 = 0,050 Ом,
- smd резистор r100 = 0,1 Ом,
- smd резистор 1r00 = 1 Ом,
- smd резистор 1r10 = 1,1 Ом,
- smd резистор 2r2 = 2,2 Ом,
- smd резистор 47r0 = 47 Ом,

73 комментария
17.11.2016 в 10:35
Спасибо, очень удобный справочник. Ответить
12.04.2019 в 13:38
Полезная информация. Ответить
20.01.2017 в 09:58
Спасибо Вам за прекрасную и необходимую работу! Ответить
22.01.2017 в 20:51
24.01.2020 в 01:10
Полезная информация очень помогла спасибо! Ответить
25.02.2017 в 03:59
Полезная информация.Просто,удобно и понятно.Спасибо! Ответить
14.04.2017 в 15:58
Все бы ничего, почему калькулятор не считаетв EIA? Ответить
14.04.2017 в 18:02
Вроде все считает.. Ответить
23.04.2017 в 11:57
Буковку «С» нужно ввести после номинала Ответить
06.08.2020 в 16:40
«С» должна быть английская.
30.10.2017 в 22:09
Доброго всем дня. На резисторе (СМД) написанно Е22 измерить не получается ,так как корозия уничтожила выводы. Стоит в десеке (переключатель спутниковых конвертеров) Прочитал только под микроскопом очень маленький размер. На глаз длинна не более 1,5мм. Подскажите кто силён. Ответить
15.12.2017 в 18:31
На обычных резисторах этот номинал означает 22 Ома Ответить
06.01.2018 в 01:32
Привет, а не могли бы сжато написать если не трудно: что такое смд резистор, его предназначение, сколько минимально ом и сколько максимально? Просто я только начал пытаться учить смд компоненты и сейчас тяжело усваиваю инфу, мне нужно сжато суть выучить смд резисторы, диоы и кандеры, что это, предназначение их, мощность мин и макс и как прозваниваются! Ответить
15.06.2018 в 20:19
смд — маленький, без проводков, на плату сразу припаивать к дорожкам
предназначение — Сопротивляться прохождению тока (от ангельского Резист — Сопротивление)
минимально — Ноль (0) Ом (без приставки Омы — маленькое значение)
Максимально — Сколько повезёт (ххх) МегаОм (приставка Кило — среднее значение) Прозванивается мультиметром на режиме Ʊ после предварительного замыкания измерительных контактов (эту цифру вычесть из измеренного сопротивления резистора). Измеренное значение Ноль при цифрах на маркировке говорит о коротком замыкании резистора внутри (сгорел). Сменой режима мультиметра можно найти нужный диапазон измерения, чтобы увидеть точное значение. Небольшое отличие от написанного номинала допустимо. Если на всех пределах показывает превышение предела — значит резистор в обрыве (сгорел). Как проводить измерения — написано в инструкции к измерительному прибору. Как работает сопротивление — описано в учебнике по физики, раздел про Закон Ома. Остальные компоненты также имеются в физике. Книга небольшая, прочитать можно один раз и потом на столе держать как справочник. Ответить
15.06.2018 в 20:35
P.S. При измерении не касаться выводов руками, так как сопротивление кожи будет влиять на измеренное значение (для интереса отдельно измерьте мультиметром сопротивление собственных рук). Измерения впаянного в плату сопротивления проводить при отключенном питании на устройстве. Другие элементы на плате могут влиять на результат. Поэтому стоит выпаивать сопротивление для измерения, если что то не стыкуется. Или варварски обрезать дорожки к нему на время измерения и потом пропаять их обратно (но отпаять само сопротивление гораздо привлекательнее). Самое простое — замыкание — в плате измеряется неплохо. Как правило сгоревшее сопротивление имеет вид обуглившегося огарка или вспенившегося лака по поверхности или чёрной точки на своей поверхности. При этом носом слышен характерный запах.
При работе с электроникой будьте внимательны, осторожны и вдумчивы. Удачных вам начинаний.