Scopriamo i segreti che governano l’accensione di un LED (preparate i fazzoletti per asciugarvi il sudore!), operazione che a dispetto dell’apparente semplicità ci immerge velocemente in alcuni aspetti chiave di elettronica ed elettrotecnica.
Iniziamo fissando nella pietra e nella mente alcune semplicissime formule che ci accompagneranno sempre durante le nostre escursioni circuitali.
Con
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- V = tensione espressa in Volt
- I = corrente espressa in Ampere
- R = resistenza espressa in Ohm
- P = potenza espressa in Watt
abbiamo le formule
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- V= R * I e le inverse R= V / I I= V / R;
- P= V * I e le inverse V= P / I I= P / V
Il LED non è una semplice lucetta che si accende e spegne collegata a una pila o altro generatore. Il LED è un diodo, un componente elettrico che presenta un particolare comportamento nei confronti della corrente. Andiamo a recuperare dal datasheet (scheda tecnica) del LED un paio di valori che ci interessano per la nostra prova:
- la tensione di giunzione del LED, necessaria alla sua “attivazione” e accensione
- assorbimento di corrente, espresso in mA (milliAmpere!)
Un piccolo LED con package 3mm è più che sufficiente per il nostro facile esperimento, supponiamo:
- tensione di giunzione di 2,5 V
- assorbimento 20 mA
- alimentiamo con una pila tipo 23A da 12V.
Passiamo ai conteggi; il LED ha bisogno del giusto quantitativo di corrente sul circuito, situazione che ci garantiremo inserendo una resistenza appropriata (sarebbe meglio dire “…un resistore dalla resistenza appropriata”!)
Dalla formula
- R= V / I
modifichiamo leggermente per tenere conto della caduta di tensione del circuito:
- R= (V.ali – V.led) / I dove V.ali è la tensione di alimentazione e V.led la tensione di giunzione del LED.
Non resta che sostituire i valori, ricordandoci che I deve essere espressa in Ampere (valore in mA diviso 1000):
- R= (12 – 2,5) / 0.02 = 9,5 / 0.02 = 475 Ohm
FATTO! Ecco il valore della resistenza da applicare in serie per accendere il LED e mantenere i corretti parametri di funzionamento. Il valore della resistenza non è tassativo in questo caso ma offre un discreto margine di tolleranza. Controlliamo invece con più attenzione la dispersione di calore.
Dalla formula
- P= V * I che con la stessa riduzione precedente su V risulta P = 9.5 * 0.02 = 0.19 W
Teniamo conto di questo valore per la scelta di una resistenza con adeguata dispersione. Applicando una resistenza da 1/4 di Watt (0.25W), questa si scalderebbe tantissimo; col valore di dispersione del resistore (!) è sempre meglio stare di manica molto larga.
Si può iniziare con un collegamento volante, usando nastro isolante o aiutandosi con qualche morsetto a coccodrillo. Il resistore va inserito fra il positivo di alimentazione e il positivo del LED…che è sempre quello che presenta il filamento di collegamento più lungo!
Disponibile nella sezione Download un programmino che ho fatto in Visual Basic, molto semplice ma bello colorato e sfizioso, per velocizzare i conteggi e controllare di avere tutto l’occorrente per i nostri esperimenti.
Disponibile nella sezione Download un programmino che ho fatto in Visual Basic, molto semplice ma bello colorato e sfizioso, per velocizzare i conteggi e controllare di avere tutto l’occorrente per i nostri esperimenti.
BUON LAVORO & BUON DIVERTIMENTO
amore sei un mito!