Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách tính toán trở cho led và lựa chọn điện trở cho led cò kèm công thức tính và phần mềm giúp bạn tính nhanh chóng và đơn giản
Khi nói đến điện tử thì không thể không nói đến diode phát sáng hay còn gọi tắt là LED. Khi bạn sử dụng nó để chỉ thị, liên lạc, chiếu sáng hoặc chỉ để cho mạch của bạn nhìn ngầu hơn thì LED cũng đều có một điểm chung là không thể điều chỉnh dòng điện. Nếu không giới hạn dòng điện thì LED sẽ dần dần bị hư. Để giải quyết vấn đề này, thường người ta sẽ sử dụng điện trở [có kích thước phù hợp] mắc nối tiếp với LED.
Trong các ứng dụng công suất cao bạn cũng có thể bắt gặp bộ nguồn giới hạn dòng điện hoặc các IC giới hạn dòng điện.
Công thức tính trở cho LED
Nếu bạn đã quên định luật Ohm thì chúng ta hãy nhắc lại một chút. Định luật này xác định mối quan hệ giữa điện áp, điện trở và cường độ dòng điện với công thức V=I x R. Nếu bạn có hai yếu tố thì bạn có thể tính được yếu tố thứ ba còn lại. Chúng ta có thể lấy ví dụ điện áp nguồn là 9V, một điện trở không biết giá trị và một con LED với điện áp chuyển tiếp là 2,4V và cường độ dòng điện định mức là 20 mA.
Khi các linh kiện này được mắc nối tiếp, mỗi linh kiện sẽ có cùng một lượng dòng điện đi qua. Vì thế nếu LED tiêu thụ 20mA thì điện trở cũng vậy. Một định luật khác cũng được áp dụng với các linh kiện mắc nối tiếp là tổng điện áp trên mỗi linh kiện sẽ bằng điện áp nguồn. Như vậy nếu điện áp nguồn của mạch là 9V, điện áp của LED là 2,4V thì ta sẽ lấy 9 trừ đi 2,4 để ra được điện áp của điện trở là 6,6V. Tiếp theo đó chúng ta sẽ áp dụng định luật Ohm. Bởi vì chúng ta chưa biết điện trở có giá trị bao nhiêu nhưng đã biến điện áp của nó là 6,6V và dòng điện là 0,02A [20mA]. Như vậy có thể tính dựa theo công thức: 6,6V = 0,02A x R
Đảo lại chúng ta sẽ có R = 6,6V / 0,02A = 330Ω
Có thể tóm gọi là công thức R = [V nguồn - V led] / I led
Như vậy chúng ta đã tính được điện trở. Vẫn còn một bước nữa bởi vì không phải điện trở có giá trị 330Ω nào cũng có thể sử dụng được. Chúng ta sẽ cần điện trở đáp ứng hoặc vượt mức công suất tiêu tán. Công suất của điện trở có đơn vị là W. Công thức tính là P = I x V
Như vậy với điện trở có I = 0,02A và V = 6,6V ráp vào công thức trên ta có
P = 0,02 x 6,6 = 0,132 W [132mW] là công suất tiêu tán của điện trở
Thường thì giá trị phổ biến hay gặp ở điện trở là 1/4W hay 0,25W là phù hợp. Sử dụng điện trở có điện áp cao hơn vẫn được nhưng giá sẽ mắc hơn.
>>> Nếu bạn đang tìm nơi bán linh kiện điện tử TPHCM đừng quên liên hệ với Điện Tử Tương Lai để được hỗ trợ nhé! Chúng tôi cung cấp đầy đủ các loại linh kiện xuyên lỗ và linh kiện dán SMD.
Phần mềm tính điện trở cho LED
Ngoài ra để tính nhanh điện trở cho led không cần công thức rườm rà bạn có thể sử dụng phần mềm trên Google Play của smartphone.
Bạn gõ từ khóa tìm kiếm là LED Resistor Calculator
Nếu bạn đang truy cập trên điện thoại có thể vào thẳng link này
Ở dòng Voltage Input bạn nhập điện áp nguồn [theo đơn vị V]
Ở dòng LED Voltage bạn nhập điện áp của LED [theo đơn vị V]
Ở dòng LED Ampere bạn nhập giá trị cường độ dòng điện của LED [theo đơn vị mA]
Ngoài ra bạn có thể thấy 3 lựa chọn là Single, Series và Parallel nếu bạn chỉ có một LED thì bạn chọn Single còn nếu nhiều led mà mắc nối tiếp thì chọn Series, mắc song song thì chọn Parallel. Với 2 trường hợp sau thì có thêm dòng LED number để bạn điền số lượng LED vào.
Cuối cùng bạn nhấp Calculate để tính giá trị.
Phần mềm sẽ trả kết quả điện trở cho LED bằng số màu xanh rất to bên trên. Đồng thời có gợi ý giá trị điện trở và công suất phù hợp bằng chữ màu vàng bên dưới.
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức công, công suất.
- Công suất điện: P = U. I
- Số oát trên mỗi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó.
- Khi hoạt động bình thường, hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức thì công suất tiêu thụ bằng công suất định mức
- Công suất này được dụng cụ điện chuyển thành công suất của một năng lượng thuộc dạng khác. Chẳng hạn, công suất nhiệt nếu dụng cụ là một cái bếp điện, hay cái bàn là, hoặc công suất cơ học, nếu dụng cụ là quạt điện, hoặc cái bơm nước…Do đó, công thức: P = U. I cũng đồng thời áp dụng cho các máy thu điện.
Quảng cáo
Đơn vị: 1 W = 1V.A, 1kW = 1000W, 1MW = 1 000 000W
Chú ý nếu mạch chỉ có R thì: P = I2R
Điều kiện đèn sáng bình thường: Pđm = P; Iđm = I
Bài 1: Trên một bóng đèn có ghi [110V - 45 W].
a] Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn này khi đèn sáng bình thường và điện trở của đèn khi đó.
b] Có thể dùng bóng đèn lắp trực tiếp vào mạng điện gia đình để chiếu sáng được không? Tại sao?
Đáp án: a] 0,41A; 268,3 Ω.
Hướng dẫn giải:
a] Khi đèn sáng bình thường U = 110V; P = 45W
Cường độ dòng điện qua bóng đèn là:
Điện trở của bóng đèn là:
b] Không thể dùng bóng đèn lắp trực tiếp vào mạng điện gia đình để chiếu sáng được vì mạng điện gia đình có hiệu điện thế 220V, quá giá định mức của đèn, nếu mắc trực tiếp vào thì đèn sẽ cháy.
Quảng cáo
Bài 2: Một bàn là ghi 220V - 1000W
a] Tính điện trở và cường độ dòng điện định mức của bàn là
b] Người ta mắc bàn là nối tiếp với điện trở 1,6 Ω rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế 220V. Coi điện trở của bàn là không đổi. Hãy tính công suất của bàn là trong trường hợp này?
Đáp án: a] 48,4 Ω; 4,55 A; b] 968 W
Hướng dẫn giải:
a] Cường độ dòng điện định mức của bàn là là:
Điện trở của bàn là là:
b] Cường độ dòng điện qua bàn là khi mắc bàn là nối tiếp với điện trở 1,6 Ω là:
Công suất của bàn là trong trường hợp này là: P = U.I = 220.4,4 = 968 W
Quảng cáo
Bài 3: Cho hai đèn Đ1 [3V - 3W]; Đ2 [6V - 6W] mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế 18V.
a] Xác định các giá trị định mức của bóng đèn?
b] Tính cường độ dòng điện qua bóng đèn và hiệu điện thế hai đầu mỗi bóng đèn?
c] Các đèn sáng như thế nào?
Hướng dẫn giải:
a] Đèn 1: Hiệu điện thế định mức là Uđm1 = 3V.
Cường độ dòng điện định mức là:
Đèn 2: Hiệu điện thế định mức là Uđm2 = 6V.
Cường độ dòng điện định mức là:
b] Điện trở của đèn 1 là:
Điện trở của đèn 2 là:
Vì hai đèn mắc nối tiếp nên cường độ dòng điện qua hai đèn là:
Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn 1 là: U1 = I.R1 = 2.3 = 6 V
Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn 2 là: U2 = I.R2 = 2.6 = 12 V
c] Vì cường độ dòng điện qua hai bóng đều lớn hơn giá trị định mức của mỗi đèn nên cả 2 đèn sáng hơn bình thường [có thể bị cháy].
Bài 1: Bóng đèn ghi 12V - 100mW. Cường độ dòng điện định mức để đèn sáng bình thường là :
A. 0,12 A B. 8,3 A
C. 8,3 mA D. 1,2 A
Bài 2: Bóng đèn ghi 12V - 3 W. Tính điện trở của đèn
A. 24 Ω B. 48 Ω
C. 144 Ω D. 4 Ω
Bài 3: Có ba bóng đèn: Đ1 [6V - 3W], Đ2 [12V - 3W], Đ3 [6V - 6W]. Khi các bóng này đều sử dụng ở hiệu điện thế định mức thì độ sáng của các bóng đèn như sau:
A. Bóng Đ2 sáng nhất, hai bóng Đ1 và Đ3 sáng như nhau.
B. Bóng Đ3 sáng nhất, hai bóng Đ1 và Đ2 sáng như nhau
C. Bóng Đ3 sáng nhất, bóng Đ1 sáng yếu
D. Cả ba bóng sáng như nhau.
Bài 4: Bóng đèn có điện trở 8 Ω và cường độ dòng điện định mức là 2A. Tính công suất định mức của bóng đèn.
A. 32W B. 16W
C. 4W D. 0,5W
Bài 5: Một bóng đèn có ghi [220V - 60W] mắc vào một nguồn điện. Khi đó cường độ dòng điện qua đèn là 0,18A thì ta thấy đèn sáng
A. bình thường B. sáng yếu
C. sáng mạnh D. không sáng
Bài 6: Khi mắc một bóng đèn có hiệu điện thế 220V thì dòng điện chạy qua nó có cường độ 455mA. Tính điện trở và công suất của bóng điện khi đó.
Điện trở của đèn là:
Công suất của đèn khi đó là: P = U.I = 220.0,455 = 100 W.
Đáp án: R = 484 Ω, P = 100W.
Bài 7: Có hai bòng đèn loại: 220V – 100W và 220V – 250W được mắc song song vào nguồn điện 220V.
a] Tính điện trở của mỗi bóng đèn và cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn.
b] Hỏi 2 đèn sáng như thế nào? Giải thích.
a] Ta có:
Áp dụng với bóng đèn thứ nhất:
Áp dụng với bóng đèn thứ hai:
Cường độ dòng điện qua bóng đèn thứ nhất là:
Cường độ dòng điện qua bóng đèn thứ hai là:
b] Hai đèn sáng bình thường. Vì hai đèn được mắc song song nên hiệu điện thế tại hai đầu mỗi đèn bằng nhau và bằng 220V, đúng bằng giá trị định mức nên hai đèn sáng bình thường.
Đáp án:
a] R1 = 484 Ω; I1 = 0,455 A; R2 = 193,6 Ω; I2 = 1,14 A.
b] hai đèn sáng bình thường.
Bài 8: Cho hai điện trở mà ở ngoài vỏ có ghi [220 Ω - 50W], [ 300 Ω - 12W].
a] Nếu ý nghĩa các số ghi trên vỏ mỗi điện trở.
b] Tính cường độ dòng điện lớn nhất và hiệu điện thế lớn nhất mà mỗi điện trở chịu được.
c] Tính công suất lớn nhất mà bộ hai điện trở trên chịu được khi :
+ hai điện trở mắc song song
+ hai điện trở mắc nối tiếp
Tóm tắt
a] Điện trở thứ nhất [220 Ω - 50W] tức là điện trở R1 là 220 Ω và công suất định mức là 50 W.
Điện trở thứ hai [300 Ω - 12W] tức là điện trở R2 là 300 Ω và công suất định mức là 12 W.
b] Cường độ dòng điện định mức của điện trở thứ nhất là:
Hiệu điện thế định mức của điện trở thứ nhất là:
U1 = I1.R1 = 0,48. 220 = 105 V.
Cường độ dòng điện định mức của điện trở thứ hai là:
Hiệu điện thế định mức của điện trở thứ hai là: U2 = I2.R2 = 0,2.300 = 60 V.
c] Khi hai điện trở được mắc song song thì để cả hai không bị cháy, hiệu điện thế có thể đặt vào bộ là U = U2 = 60 V [vì nếu đặt U = 105 V thì hiệu điện thế vượt quá giá trị định mức của điện trở 2, khi đó điện trở 2 sẽ bị cháy].
+ Khi hai điện trở được mắc nối tiếp thì để cả hai không bị cháy thì cường độ có thể chạy qua cả hai điện trở là I = I2 = 0,2 A. Khi đó hiệu điện thế đặt vào hệ hai điện trở nối tiếp là:
U = I2.[R1 + R2] = 0,2.[220 + 300] = 104 V.
Đáp án:
a] R1 là 220 Ω; P1 = 50 W
R2 là 300 Ω; P2 = 12 W.
b] I1 = 0,48 A; U1 = 105 V; I2 = 0,2 A; U2 = 60V
c] Uss = 60 V; Unt = 104 V.
Bài 9: Để trang trí một quầy hàng, người ta dùng các bóng đèn 6V - 9W mắc nối tiếp vào mạch điện có hiệu điện thế không đổi U = 240V
a] Tìm số bóng đèn cần dùng để chúng sáng bình thường.
b] Nếu có một bóng bị cháy, người ta nối tắt đoạn mạch có bóng đó còn lại thì công suất tiêu thụ của mỗi bóng tăng hay giảm bao nhiêu phần trăm.
a] Cường độ dòng điện định mức của mỗi đèn là:
Điện trở mỗi đèn là:
Để các đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế trên mỗi phần là 6V, vậy số bóng đèn là: N = 240 : 6 = 40 bóng
b] Khi 1 bóng bị cháy và được nối tắt thì còn 39 bóng. Khi đó cường độ dòng điện qua mỗi đèn là
Công suất mỗi đèn khi đó là P' = I'2.R = [1,54]2.4 = 9,5 W
Vậy công suất mỗi đèn khi đó tăng số % là:
Đáp án: a] 40 bóng; b] 5,1 %.
Bài 10: Có hai bóng đèn: Đ1[120V - 45W]; Đ2[120V - 60W] được mắc vào hiệu điện thế 240 V như hai hình vẽ:
a] Tính điện trở R và R ở hai cách mắc. Biết rằng các đèn sáng bình thường
b] Tính công suất tiêu thụ của mạch điện trong hai trường hợp trên.
a] Cường độ dòng điện định mức của đèn 1 là:
Cường độ dòng điện định mức của đèn 2 là:
+ Cách mắc thứ nhất: R1 nt [Đ1 // Đ2].
Để hai đèn sáng bình thường thì Ud = 120 V, nên UR1 = U – Ud = 120V
Cường độ dòng điện trong mạch chính là I = Id1 + Id2 = 0,5 + 0,375 = 0,875 A
Nên điện trở R1 cần mắc vào là:
+ Cách mắc thứ hai: [R2 // Đ1] nt Đ2
Hiệu điện thế trên R2 là UR2 = 120 V.
Cường độ dòng điện qua R2 là
IR2 = I1 – I2 = 0,5 – 0,375 = 0,125 A
Điện trở R2 có giá trị là:
b] Cách mắc thứ nhất:
Công suất mạch là: P = U.I = 240.0,875 = 210 W
+ Cách mắc thứ hai:
Công suất mạch là: P' = U.I' = 240.0,5 = 120 W
Đáp án:
a] R1 = 137 Ω; R2 = 960 Ω
b] P = 210 W; P' = 120 W
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:
Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
- Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k7: fb.com/groups/hoctap2k7/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Loạt bài Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 9 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 9.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.