Светодиод от вывода: считаем резистор по пределу вывода

Вывод контроллера отдаёт не больше сорока миллиампер, и это верхний предел, а не рабочий ток: закладывают обычно 5–10 мА. Резистор считают как обычно, но от трёх вольт с небольшим: R = (3,3 − 1,9)/0,007 ≈ 200 Ом. Меньше ставить нельзя — вывод просядет и нагреется, а порт со временем деградирует.

Что на схеме

Прочее

• an-mcu-out — io, 3.3 В
• an-resistor — r1, 220 Ом
• an-led — led, цвет красный, 0.03 А
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 4. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Запустите: ток около 6 мА, светодиод горит ровно.
2. Уберите резистор и соедините светодиод с выводом напрямую. Ток подскочит примерно до тридцати миллиампер, и разбор скажет, что вывод работает на пределе: ограничивает его не расчёт, а внутреннее сопротивление вывода.
3. Посчитайте сами: без резистора I = (3,3 − 1,9)/40 ≈ 35 мА. Формально предел не нарушен, но на другом цвете, другом выводе или при пяти вольтах питания это совпадение кончится.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи