W układzie z diodą LED zasilaną z napięcia stałego rezystor szeregowy pełni rolę ogranicznika prądu. Sama dioda ma nieliniową charakterystykę I-U, więc bez rezystora niewielka zmiana napięcia mogłaby spowodować duży wzrost prądu i uszkodzenie LED.
W treści podano dopuszczalny prąd przewodzenia IFmax=20 mA. Aby uzyskać prąd zbliżony do tej wartości, trzeba dobrać rezystor tak, aby na rezystorze odkładała się różnica pomiędzy napięciem zasilania a napięciem przewodzenia diody.
Krok 1: odczyt z charakterystyki.
Należy z wykresu prądowo-napięciowego LED odczytać napięcie przewodzenia UF odpowiadające prądowi około 20 mA. Z takiego wykresu (dla typowej diody świecącej) otrzymuje się wartość rzędu kilku woltów; w tym zadaniu jest to około 2,6 V.
Krok 2: obliczenie rezystora.
Na rezystorze ma się odłożyć: UR=12 V−UF≈12 V−2,6 V=9,4 V.
Z prawa Ohma: R=UR/I≈9,4 V/0,02 A=470 Ω.
Krok 3: dobór z szeregu E24.
Po obliczeniu wybiera się wartość z szeregu preferencyjnego E24. Wartość 470 Ω jest wartością szeregową, więc pasuje bez dodatkowego zaokrąglania.
Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne?
- 120 Ω i 82 Ω są zbyt małe: przy tym samym napięciu różnicy spowodowałyby znacznie większy prąd niż 20 mA, co grozi przegrzaniem i uszkodzeniem diody.
- 1600 Ω jest zbyt duży: ograniczyłby prąd do kilku miliamperów, przez co LED świeciłaby znacznie słabiej niż przy prądzie bliskim IFmax.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj jednostki (mA → A) oraz to, czy napięcie przewodzenia zostało odczytane z wykresu dla właściwego prądu, a nie "na oko" z innego zakresu.
