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Vale ghiro, artista ed amica del “Garage”, mi ha chiesto come calcolare la resistenza per un led. Ecco la risposta che le abbiamo preparato. Credo che possa essere utile non solo a lei.

Come calcolare la resistenza in un semplice circuito (legge di ohm).
2-led-girandola

Per accendere correttamente un LED si deve costruire un circuito; spesso è necessario inserire una resistenza. Come si fa a sapere quale tipo di resistenza utilizzare? Per spiegarlo fa comodo pensare ad un LED come se fosse una piccola girandola o la ruota di un piccolo mulino.

Gli alimentatori e le batterie sono caratterizzati da una tensione che si misura in volt. Quindi abbiamo batterie da 1.5, 3 o 9 volt ed alimentatori con le più svariate tensioni (si chiama così il numero di volt o voltaggio).

Il voltaggio è l’altezza della cascata da cui cade l’acqua. Il LED richiede un certo voltaggio per funzionare e una certa quantità di corrente (o portata d’acqua).

2-cascata

Posso pensare ad un alimentatore da 5 volt come una piccola cascata; la posso anche disegnare e la faccio alta 5 quadretti del foglio. Il LED richiede una tensione di circa 2 volt quindi una cascata adatta al LED dovrà essere di 2 volt (o due quadretti); se fosse più alta, il LED si danneggerebbe, se fosse più bassa non si accenderebbe. Dove ricavo tali valori? Per i LED sono valori abbastanza comuni, ma ogni componente elettronico è accompagnato da un manualetto di istruzioni detto “datasheet”. Dal datasheet ricavo anche che al LED serve una corrente di 20 milli Ampere (0,020 Ampere). In genere sono manuali molto tecnici ma vale la pena provare ad aprirne qualcuno.

2-cascata-mulino

Per funzionare correttamente è necessario che il tubo (filo) che arriva al LED sia ben pieno d’acqua. Dobbiamo fare in modo che il tubo che gli colleghiamo sia ben pieno di corrente (20 milli Ampere); se ve ne fosse troppo poca, il LED non si accenderebbe a dovere.

2-tubi

Le pile sono anche chiamate accumulatori. Per alimentare il LED per un certo tempo è necessario disporre di una certa riserva d’acqua. Immaginiamo di avere un bicchiere o un secchio pieno d’acqua a cui colleghiamo un tubetto che va al LED. Maggiore è l’acqua e maggiore sarà il tempo di funzionamento.

Il fatto di collegare un secchio d’acqua invece che un bicchiere non è un problema, il LED non si romperà. Il secchio d’acqua mi garantirà una riserva maggiore d’acqua, riempendo sempre ben bene il tubo (in realtà non è proprio così, ma più o meno regge).

Per accendere per bene il LED, allora, una volta che dispongo di una bella riserva d’acqua, devo solo cercare di sollevare il secchio all’altezza corretta, in modo che si crei una cascata alta 2 quadretti (2 Volt).

2-bicchiere-alto2

L’alimentatore di cui dispongo è però da 5 Volt. E’ un secchio sotto di cui qualcuno ha già fissato dei rialzi da ben 5 quadretti. Se vi collegassi il LED, lo brucerei.

2-cascata-alta5

Devo cercare di spezzare la caduta dell’acqua e far fare 2 salti alla cascata: il primo da 3 e il secondo da 2 volt. Sul salto da 3 volt metterò la resistenza, cioè un tubo che si restringe. La resistenza limiterà la quantità d’acqua che scenderà per la cascata.

2-salti

Ora sostituisco le cascate con delle frecce. Le frecce hanno una lunghezza pari alla caduta dell’acqua. La freccia sulla sinistra rappresenta l’alimentatore ed è lunga 5 unità. Disegno poi a destra le altre 2 frecce (da 3 e da 2 Volt). Il cerchio si deve sempre chiudere e devo avere equilibrio tra le lunghezze delle frecce nella metà di destra e in quella a sinistra.

2-cerchio1

Se avessi delle batterie da 12 v avrei questa situazione:

2-cerchio2

Per chiudere il cerchio, è necessario che sulla destra ci sia una freccia da 10 Volt oltre a quella da 2 Volt del LED. I 10 Volt si dice che saranno “ai capi della resistenza”.

2-schema

Del LED conosco tutto: deve ricevere 2 Volt (= essere alimentato da una tensione di 2 volt) ed essere attraversato da una certa portata d’acqua (= una corrente di 20 milli Ampere).

Come faccio a garantire che nel mio anello circolino 20 milli Ampere?

L’alimentatore o le batterie possono fornire tutta la corrente necessaria, ma al LED ne servono solo 20 milli Ampere. Ci penserà la resistenza a limitare la corrente. Sulla resistenza ho una tensione di 3 Volt. Esiste una formula detta Legge di Ohm che permette di calcolare il valore della resistenza:

V = I · R

Dove V è la tensione (o l’altezza della cascata), I è la corrente ed R è la resistenza. Tensione, corrente e resistenza non sono indipendenti e sono ‘legati’ dalla legge di Ohm.

La resistenza dell’esempio precedente si calcola così:

R = V / I = 3v / 20 mA = 3v / 0.002 A = 150 ohm

I 3 Volt sono la caduta di tensione (la cascatella) ai capi della resistenza.

9 thoughts on “Che resistenza ci metto?

  1. elementare ma molto,molto,molto semplice:bravissimo, dovresti insegnare, i tuoi allievi te ne sarebbero riconoscenti: bagneresti il naso a tanti docenti raccomandati!!!!!!!!!!!!!!!

    • Grazie! Troppo buono! Vedo che Vale mi sta facendo pubblicità! Io ed Andrea stiamo scrivendo il libro dell’elettronica della sciura Maria. Se vuoi ti mando qualche capitolo in anteprima.

      • se non disturbo troppo ne sarei lieto. Approfitto per farvi gli auguri.(ora chiudo se no la Vale dice che sono invadente)…..!!!!

  2. Esame di elettrotecnica. Il prof mi chiede come ho fatto a risolvere un circuito. Glielo spiego (la soluzione era corretta). La sua disgustata risposta: “Ma lei ragiona come un idraulico!” mi ha abbassato il voto.:-/

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