Diody, prąd, pomiar multimetrem

[mlody_]

Mam dwa ogniwa 9V połączone szeregowo, co (w teorii) daje 18V. Ogniwa te zasilają 9 diod led połączonych również szeregowo. Spadek napięcia na pojedynczej diodzie wynosi 2V, natomiast prąd 20mA.

Nigdy się nad tym nie zastanawiałem, dzisiaj jakoś mnie naszło. Złożyłem na szybko taki prosty układ. Mierzę prąd na jednej diodzie, dwóch, trzech. Wartości +/- się zgadzają, tzn. prąd na jednej diodzie wynosi 17 mA, na dwóch 37 mA, na trzech natomiast już 74 mA (20*3=60). Skąd taka wartość ? Przy pomiarze prądu sumarycznego na wszystkich 9 diodach, miernik podaje 450 mA, po czym prąd zaczyna gwałtownie spadać, dążąc do zera ? Jak to wyjaśnić, może ja coś robię źle ? Sumaryczny prąd (teoretycznie) winien być 180 mA (9*20).

[Jony130]

A te 9 diod ta jak jest połączone ? Równolegle plus jeden wspólny rezystor czy jak ?

[mlody_]

Szeregowo, bez rezystora, ogniwa dają ok. 18V, suma spadków napięć na diodach wynosi również ok. 2V*9=18V. Myślałem, że rezystor jest w takiej sytuacji niepotrzebny, mogę się mylić.

[Ertew]

Połączeni szeregowe oznacza że koniec jednego elementu łączysz z początkiem następnego i niczym więcej.
Pomiar prądu polega na przerwaniu obwodu i włączeniu amperomierza w obwód, łącząc nim końce przerwy. To tyle teorii na dziś.

Masz szeregowo połączone dwa ogniwa i 9 LEDów. Brakuje tutaj rezystora ograniczającego prąd, ale skoro działa to pomińmy ten temat.
Rozumiem włączenie amperomierza w obwód, ale jak wyobrażasz sobie pomiar prądu jednocześnie na kilku diodach ?!
Takie rzeczy mierzy się przy połączeniu równoległym nie szeregowym, no chyba że masz miernik cęgowy z pomiarem prądu stałego albo stosujesz inne magiczne sztuczki.


Jeśli możesz, narysuj połączone kolejno LEDy i resztę, oraz jak włączyłeś ten amperomierz.

[mlody_]

Jeśli chodzi o samo połączenie, to wiem, łączę anodę z katodą. Poniżej schemat.



Rozumiem, że głupotę robię ?

[Jony130]

Tak głupoty robisz. Przecież w obwodzie szeregowym wszędzie płynie ten sam prąd. Bo nie ma innej drogi dla prądu. No chyba, że ty ją widzisz? A to oznacza że obojętnie jest gdzie włączysz amperomierz.
Dodatkowo brak rezystora ograniczającego prąd powoduje zwarcie w układzie.

[mlody_]

O prądzie wiem, trochę głupotę napisałem, pierwsze prawo kirchoffa, ale człowiek uczy się na błędach, zapamiętam. Teraz rozumiem. Gdybym miał połączenie równoległe byłoby inaczej. Dziękuję za pomoc.

Jeszcze małe pytanie - w teorii - jeśli każda z diód pobiera 20 mA, to sumaryczny pobór w układzie nie będzie wynosił 20mA*9, będzie wszędzie te 20 mA, bo trochę zgłupiałem ? Będą tylko spadki napięć ?

[korfanty33]

Jeszcze małe pytanie - w teorii - jeśli każda z diód pobiera 20 mA, to sumaryczny pobór w układzie będzie wynosił 20mA*9, bo trochę zgłupiałem ?

NIE nadal 20mA , tylko tutaj nie bierzesz jednej bardzo ważnej cech baterie 9V mają bardzo małą obciążalność prądową , chyba 200mAh to jakiś 20mA jest dla nich już poważnym obciążeniem i zarazem napięcie spada ,
Co innedo gdybyś posiadał dwa mierniki i naraz mierzył prąd i napięcie .
Albo posiadał zasilacz który wytrzyma takie obciążenie z dobrą stabilnością napięcia .

[mlody_]

korfanty zanim napisałeś zdążyłem zmienić posta, bo trochę zawczasu zmądrzałem. Ale to i tak wyjaśnia sprawę.

[Jony130]

Jeszcze małe pytanie - w teorii - jeśli każda z diód pobiera 20 mA, to sumaryczny pobór w układzie będzie wynosił 20mA*9, dobrze mówię ?

Ale co rozumiesz pisząc "jeśli każda z diód pobiera 20 mA"
Dioda to element nieliniowy. Dobrze obrazuje to charakterystyka prądowa napięciowa

Jak wdać na załączonym obrazku dioda nie ma stałego prądu. No dodatek wzrost napięć na zaciskach diody doprowadzi w końcu do spalenia bo prąd osiągnie bardzo dożą wartość.
Dlatego z diodami zawsze trzeba stosować rezystor który ograniczy jej prąd. I to właśnie napięcie na tym rezystorze będzie decydować o tym jaki płynie prąd przez diodę. A nie sama dioda.

[Jony130]

Ten rysunek powinien wyjaśni wszystkie niejasności

[mlody_]

Ok, zmierzyłem natężenie i wynosiło ono 17 mA. Tylko jak dobrać rezystor w tym przypadku ? Z teoretycznego wzoru, czyli prawa Ohma to raczej nie zadziała, bo biorąc pod uwagę "idealne" wartości mam R=U/I => R=(18V-9*2V)/20mA=0. Jeszcze wypada policzyć moc z P=UI.

W innej sytuacji wiem, jaki rezystor dobrać. Przykładowo mam zasilanie z ogniwa 9V, do tego chcę podłączyć jedną diodę, której wartości znamionowe wynoszą 2V i 20mA. Z prawa Ohma: R=(9V-2V)/20mA=350 Ohmów. Patrzę co mam pod ręką, są rezystory 180 Ohmów, biorę dwa, łączę szeregowo i jest 360 Ohmów, powinno być dobrze. Każdy z nich ma 0,25W mocy. Liczę, czy nie potrzebuję więcej: P=UI=7V*20mA=0,14W, taka moc będzie rozpraszana na obu rezystorach w sumie (o ile dobrze rozumiem), czyli na pojedynczym będzie to 0,07W, dobrze czy źle rozumiem ?

[Jony130]

Ok, zmierzyłem natężenie i wynosiło ono 17 mA. Tylko jak dobrać rezystor w tym przypadku ? Z teoretycznego wzoru, czyli prawa Ohma to raczej nie zadziała, bo biorąc pod uwagę "idealne" wartości mam R=U/I => R=(18V-9*2V)/20mA=0. Jeszcze wypada policzyć moc z P=UI.

To proste musisz usunąć z dwie diody i w to miejsce dać rezystor.
Bo musisz pamiętać, że napięcie baterii w końcu zmaleje. Można też zabrać po 0.1V z diod i obliczyć.
R = (18V - 9*1.9V)/20mA = 0.9V/20mA = 47R
Ale większość diod świec już wystarczająco dobrze przy znacznie niższym prądzie więc można dać nawet 100R.

W innej sytuacji wiem, jaki rezystor dobrać. Przykładowo mam zasilanie z ogniwa 9V, do tego chcę podłączyć jedną diodę, której wartości znamionowe wynoszą 2V i 20mA. Z prawa Ohma: R=(9V-2V)/20mA=350 Ohmów. Patrzę co mam pod ręką, są rezystory 180 Ohmów, biorę dwa, łączę szeregowo i jest 360 Ohmów, powinno być dobrze. Każdy z nich ma 0,25W mocy. Liczę, czy nie potrzebuję więcej: P=UI=7V*20mA=0,14W, taka moc będzie rozpraszana na obu rezystorach w sumie (o ile dobrze rozumiem), czyli na pojedynczym będzie to 0,07W, dobrze czy źle rozumiem ?

Dobrze rozumiesz.

[mlody_]

Dziękuję za pomoc.