با پیشرفت سریع تکنولوژی مدرن، LED (دیود ساطع کننده نور)، به عنوان یک فناوری روشنایی کارآمد، صرفه جویی در انرژی و سازگار با محیط زیست، به تدریج به بخشی ضروری از زندگی مردم تبدیل شده است. با این حال، وقتی می خواهیم LED را به منبع تغذیه وصل کنیم، آیا می توانیم LED را مستقیماً به یک باتری 12 ولتی وصل کنیم؟ این موضوع شامل مقداری دانش در مورد الکتریسیته و مدارها می شود، بیایید عمیق تر به آن بپردازیم.
به عنوان یک دستگاه نیمه هادی، LED با نیاز به کار تحت ولتاژ و جریان مناسب به منظور انتشار نور به طور معمول مشخص می شود. به طور کلی، ولتاژ کاری یک LED در محدوده مشخص شده است و بیش از حد یا پایین آمدن از این محدوده ممکن است باعث اختلال در عملکرد LED یا حتی آسیب شود. بنابراین، هنگام در نظر گرفتن اتصال LED به باتری 12 ولت، ابتدا باید ولتاژ کاری LED را درک کنیم.
متداول ترین ولتاژهای کاری LED از 2 ولت تا 3.5 ولت است. این بدان معنی است که اگر یک LED با ولتاژ کاری 3 ولت مستقیماً به باتری 12 ولت متصل شود، باعث می شود ولتاژ بیش از حد بالا باشد و ممکن است به LED آسیب برساند. برای اطمینان از عملکرد طبیعی LED، باید مقاومت های مناسبی بین LED و باتری اضافه کنیم تا جریان را محدود کنیم. این به کاهش ولتاژ باتری در محدوده ولتاژ کاری مورد نیاز LED کمک می کند و در عین حال LED را از آسیب جریان بیش از حد محافظت می کند.
هنگام طراحی مقاومت ها می توانیم از قانون اهم برای محاسبه مقدار مقاومت مورد نیاز استفاده کنیم. قانون اهم به صورت V{0}}IR بیان میشود که در آن V ولتاژ، I جریان و R مقاومت است. با فرض اینکه LED به جریان کاری 20 میلی آمپر (0.02 آمپر) و ولتاژ کاری 3 ولت نیاز دارد، آن را به یک باتری 12 ولتی وصل کنید. ما می توانیم مقدار مقاومت مورد نیاز را با استفاده از قانون اهم محاسبه کنیم:
12V -3V=9V (افت ولتاژ مورد نیاز برای LED)
I=0.02A (جریان LED)
طبق قانون اهم، R{{0}}V/I=9V/0.02A=450 Ω
بنابراین، ما باید یک مقاومت تقریباً 450 Ω وصل کنیم تا جریان را محدود کنیم تا اطمینان حاصل کنیم که LED می تواند به طور معمول روی باتری 12 ولت کار کند. این مقاومت ولتاژ اضافی را مصرف می کند و اطمینان حاصل می کند که LED جریان و ولتاژ صحیح را دریافت می کند.
لازم به ذکر است که مدل ها، رنگ ها و قدرت های مختلف ال ای دی ها پارامترهای عملکردی متفاوتی دارند. بنابراین هنگام اتصال ال ای دی ها برای به دست آوردن مقادیر صحیح ولتاژ و جریان کار باید با مشخصات LED مشورت کنیم. علاوه بر این، قدرت مقاومت نیز باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که مقاومت بیش از حد گرم نمی شود. از فرمول محاسبه توان P{0}}IV می توان استفاده کرد که در آن P توان، I جریان و V ولتاژ برای محاسبه توان مقاومت مورد نیاز است.
به طور خلاصه، اگرچه LED ها را می توان به باتری های 12 ولت متصل کرد، اما باید به محدوده ولتاژ کاری و جریان مورد نیاز LED ها توجه کرد. برای اطمینان از عملکرد طبیعی و طول عمر LED ها، باید از مقاومت های مناسب برای محدود کردن جریان و اطمینان از عدم بارگذاری بیش از حد توان مقاومت ها استفاده کنیم. برای جلوگیری از آسیب رساندن به LED و دستیابی به بهترین اثر روشنایی، درک مشخصات LED و برخی دانش اولیه الکتریکی هنگام اتصال آن به منبع تغذیه مهم است.
