¿Qué Resistencia Poner a un LED?
8 OCTUBRE,
2014 POR ENRIQUE335 COMENTARIOS
Lo primero que me gustaría decirte
es que ya existe mucha información acerca de qué resistencia poner a un LED. Este post no está pensado para que
calcules el valor de la resistencia sin más, sino para que entiendas el porqué
de ese valor y cómo adaptarlo a tu circuito.
Si estás empezando con esto de la
electrónica, seguramente ya te habrás hecho la pregunta de: ¿Qué resistencia
lleva un LED? Se trata de uno de los problemas típicos que le surge a todo el
que empieza con esto de la electrónica DIY así que tranquilo.
¿Qué Resistencia Lleva un LED?
Para responder a esta pregunta
primero debes saber por qué un LED necesita una resistencia y, en consecuencia,
qué efecto está provocando el LED en tu circuito (a parte de brillar lol ).
¿Qué Efecto Tiene (A Nivel Eléctrico)
Añadir un LED a un Circuito?
Seguramente ya sepas que los
circuitos electrónicos se rigen por una ley conocida como ley de Ohm. Esta ley establece que la
caída de voltaje en un elemento del circuito es igual a la intensidad
(corriente) que circula por él multiplicado por la resistencia que ese
componente ejerce al paso de la corriente.
V = I x R
En tu circuito, el voltaje con el
que vas a trabajar es el que te da la fuente a la que lo tienes conectado (ya
sea una batería, una pila…) y la resistencia la conforman todos los elementos
que dificulten el paso de la corriente (entre ellos tu LED).
De la misma forma que tus
componentes presentan una resistencia al paso de la corriente, provocan además
una caída de voltaje.
Nota: No todos los componentes
actúan según lo anterior. Existen, por ejemplo, elementos que incrementan el
voltaje y/o la corriente, como puede ser un transistor.
Un LED es un componente en el que
el voltaje que cae depende de la intensidad, de la corriente
que circula por él, siempre que esta corriente circule en el sentido correcto
(si circula en el sentido contrario se funde el LED).
Sin embargo, salvo que hagas que la
corriente que circula por tu LED varíe mucho, puedes considerar que la caída de
voltaje es constante y, en función del tipo de LED que tengas (del color y el
tamaño), su valor estará entre 1,8V y 3,6V. Además de la caída de voltaje que
te genera, tu LED también tiene una resistencia interna, solo que muy pequeña.
Concluyendo: Montar un LED en un proyecto provoca
una caída de voltaje constante sin añadir apenas resistencia al circuito.
¿Qué Sucede si Pones el LED sin
Resistencia?
Supongamos que tienes un LED rojo de
1.8V y una pila de 9V. Vamos a ver lo sucede si los conectas sin la
resistencia:
1. Conoces el voltaje total con el que
va a trabajar tu circuito (9V de la pila menos 1,8V que caen en el LED).
2. Sabes que la resistencia que tiene
tu circuito es prácticamente nula (la que tenga la propia pila, la del LED y la
de los cables con los que lo que lo conectas todo). Supongamos que en total son
2Ω.
3. Si calculas la intensidad que
circulará por tu LED (la que suministrará la pila) utilizando la ley de Ohm:
V = I x R
Vfuente – Vled = I x R
(9V – 1.8V)=
I x 2Ω
I = 3.6A
Nota: Si te quieres saber un poco
más sobre la corriente que suministra una pila o batería, te recomiendo que le
eches un ojo a este post.
Como puedes ver, si no conectas la
resistencia estás haciendo que por tu LED circulen 3.6 Amperios. Esto es una
auténtica locura. Estamos hablando de valores de corriente realmente peligrosos.
Un LED estándar soporta una
intensidad de hasta 20mA, es decir, está circulando 180 veces la corriente máxima que puede
soportar tu LED. Incluso en el hipotético caso de que tuvieses un LED que soportase
esa corriente (no existen) Una pila de 9V como la que puedes comprar en un
supermercado no llega a 1A de carga, es decir, la batería se gastaría
inmediatamente.
La solución (como te imaginas) es
añadir una resistencia en serie, es decir, obligar a que la corriente pase por
el LED y por la resistencia, con lo que limitas, reduces, la corriente que
circula por tu LED.
Valor de la Resistencia del LED
A estas alturas del post, es
bastante probable que ya te hayas dado cuenta de cómo calcular el valor de la
resistencia. Basta con
aplicar la ley de Ohm considerando que la máxima intensidad que puede circular
por el LED es 20mA.
Si quieres que tu LED brille mucho
pero sin correr el riesgo de que se funda, un buen valor de intensidad serían
17mA. Esto se debe a que los componentes no son perfectos y sus valores
nominales (los que aparecen en las hojas de especificaciones) reflejan el valor
medio de ese componente (son orientativos). En el caso de una resistencia, en
función del material del que esté hecha el valor oscilará generalmente entre un
5% y un 10%. A todo esto hay que añadirle (entre otras cosas) que al calentarse
los componentes a (causa de la corriente que circula a través de ellos), su
resistividad también varía.
Otro dato importante que debes
conocer es que no existen resistencias comerciales de todos los valores, por lo
que tendrás que realizar tu proyecto con la que más se aproxime al valor ideal.
En definitiva. Del papel a la
realidad hay una ligera diferencia. Esto es algo que ocurrirá en todos los
proyectos que realices, por lo que conviene que te acostumbres siempre a dejar un margen de seguridad. En este caso, 17mA es un valor razonable.
Aplicando estos conceptos a la ley
de Ohm, tienes que:
V = I x R
Vfuente – Vled = I x R
Vfuente –
Vled = 17mA x R
R = (Vfuente
– Vled) / 0,017A
Si volvemos al ejemplo de la pila de
9V y el LED rojo de 1.8V, el valor de la resistencia que necesitas es R =
423.53Ω.
Como te puedes imaginar, no venden
resistencias de ese valor. Sin embargo, las resistencias de 470Ω sí son fáciles
de encontrar. Además, como elegimos un valor de resistencia un poco más alto
del ideal, la intensidad será un poco menor (basta con echarle un vistazo a la
ley de Ohm), con lo que te aseguras de que la intensidad esté siempre por
debajo de 20mA.
Aunque pienses que ya sabes qué
resistencia poner a un LED, aun te queda otro concepto: la potencia disipada.
Potencia Disipada en la Resistencia
Ya sabes cómo calcular los Ohmios
que necesitas para que por tu LED circule una corriente razonable. Sin embargo,
todavía tienes que hallar el valor de potencia disipada que debe ser capaz de
soportar tu resistencia.
El cálculo de la potencia es
realmente sencillo, basta con aplicar la fórmula de la potencia P = I x V.
Tienes que tener en cuenta
que, si el valor
de la resistencia que vas a poner no es el que calculaste (porque no existía
ese valor comercial), la corriente no será la misma y tendrás que volver a
calcularla.
Si aplicamos esto al ejemplo anterior
(en el que la resistencia pasó de ser 423.53Ω a 470Ω):
Vfuente – Vled = I x R
Vfuente – Vled = I x 470Ω
I = (Vfuente – Vled) / 470Ω
I = 0.015A = 15mA
Una vez hemos calculado la
intensidad real que circulará por el circuito, podemos
calcular la potencia disipada como:
P = V x I
P = (Vfuente – Vled) x 0.015A
P = 0.11W
Ahora ya sabes qué tu resistencia
debe soportar al menos esos Watios. Como en el caso anterior, al no tratarse de
un valor comercial, tienes que seleccionar una resistencia con el valor más
próximo (siempre por
encima de esos Watios). Un valor típico de potencia disipada
en una resistencia que puedes encontrar sin problema es 0.25W.
Con esto ya sabrías qué resistencia
poner a un LED. En caso de que quieras ampliar un poco más tus conocimientos,
te voy a mostrar cómo se realizaría este proceso con varios LEDs.
Poner Varios LEDs en Serie o en Paralelo
Si has comprendido bien todo lo
anterior, esto no debería resultarte difícil (en caso contrario puedes
preguntar todas tus dudas en la sección de comentarios al final del post).
Basta con aplicar las fórmulas anteriores con unos pequeños cambios.
LEDs en Serie
Cuando conectas varios componentes
en serie, lo que estás haciendo es que por todos ellos circule la misma
corriente. En este
caso, como la resistencia de los LEDs es prácticamente nula, la intensidad será
prácticamente la misma que cuando solo conectas uno.
En el caso del voltaje, estás añadiendo caídas
de tensión (voltaje), por lo que tu fórmula quedará como:
( Vfuente – Vled – Vled – … ) = I x R
LEDs en Paralelo
Si conectas varios componentes en
paralelo, les llega a todos el mismo voltaje. Sin embargo, la intensidad se reparte por las diferentes ramas, circulando una intensidad mayor por
aquellas ramas que oponen menos dificultad al paso de la
corriente, es decir,
las ramas que tienen menor resistencia.
Como en tu caso estás solo estás
conectando LEDs y su resistencia es similar, estás repartiendo por igual la
corriente entre todas las ramas. La fórmula en ese caso será:
Vfuente =
Itotal x R
La intensidad total será la suma de
las intensidades que circulan por cada una de las ramas.
Información Extra
·
En la
mayoría de hojas de especificaciones (Datasheets),
encontrarás el término Vled con otro nombre. El más habitual es Vf. De la misma forma se suele encontrar el valor de la
fuente Vfuente como Vcc.
·
Puedes
utilizar una resistencia de un valor de potencia disipada tan alto como quieras
pero debes saber que eso se traduce en resistencias más grandes y caras.
·
Si pones
varios LEDs en serie necesitarás menos corriente que si los pones en paralelo
(para que brillen lo mismo) pero si un LED se rompe tu circuito dejará de funcionar.
·
Al conectar
sucesivos LEDs en serie, el voltaje que les llega se va reduciendo. Debes utilizar una fuente que tenga
un Vfuente mayor a la suma de las caídas de todos los LEDs.
·
Si pones
varios LEDs en paralelo y quieres que brillen mucho, debes
asegurarte de que por cada uno circula una corriente cercana a 20mA (siempre
sin pasarte de ese límite, o del que te determine su Datasheet
correspondiente). Eso quiere decir que la corriente total será mayor y, por lo
tanto, la potencia que se disipará en tu resistencia también.
·
Si vas a
conectar varios LEDs en paralelo, tienes la opción de ponerle una resistencia a
cada LED. Tendrás que utilizar más resistencias pero, a diferencia de si
utilizas una resistencia común, podrás utilizar resistencias de menos Watios.
Además, si utilizas una resistencia común para todos los LEDs y se rompe, todo
tu circuito dejará de brillar, cosa que no sucederá en caso de que utilices
resistencias independientes, donde solo dejará de brillar el LED de esa
resistencia. Si esto te sucediera, ten en cuenta que la corriente que circulaba por ese
LED se repartiría entre los demás.
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