電子學/專案/01 LED 燈

也許在學校，你做過一個用電池和燈泡的實驗，來演示電路原理。

也許你沒有。

這是任何電子裝置的基礎 - 將電能轉化為其他東西。

我們這裡不使用燈泡，而是使用發光二極體。二極體的優點是比白熾燈更小更便宜，並且使用更少的能量來產生光。

由於 LED 對過壓（或輸入功率過大）比較敏感，我們還必須使用一個電阻來降低 LED 陽極的電壓供應。這將在後面解釋。

元件

電源

1 × 220Ω 電阻

1 × LED

該專案的元件列表

構造

麵包板佈局

原理圖

該專案的電路佈局

該電路可以鬆散地連線，麵包板連線，任何都可以。構造非常簡單。

將電阻（220Ω，即紅紅棕色）的一端連線到 LED 的陽極（較長的一端）。
連線完成後，將 LED 的陰極（較短的一端）連線到電源的負極 (-) 端（通常為黑線）。
最後，將電阻的另一端連線到電源的正極 (+) 端（通常為紅線）。

如果一切正常，LED 應該會發光。

工作原理

魔法。停下來思考一下。你剛剛讓電為你做了一件事。

這實際上是最簡單的電路。能量離開電源，點亮 LED。

電阻的存在是為了保護 LED 不吸收過多的功率，從而燒燬。它透過限制電子流來做到這一點。與 LED 不同，電阻在兩個方向都能正常工作。

選擇的電阻值基本上是任意的，對於你放在這個專案中的任何 LED 來說都應該是安全的。但是，當你做更大更好的事情時，你需要使用通常稱為歐姆定律來計算所需的電阻。從歐姆定律推匯出的公式為 $V = (I \times R)$ - V 是以伏特為單位的電壓，I 是以安培為單位的電流，R 是以歐姆 (Ω) 為單位的電阻值... 然而，在計算特定 LED 所需的電阻時，我們將公式修改為 $R = (V \div I)$ - 所需電阻 (R) 是所需壓降值 (V) 除以電流 (I)。

你購買的 LED 有兩個規格 - 正向電壓（可能在 1 到 3.5 伏之間），以及電流消耗（以毫安為單位）。正向電壓是指陽極和陰極之間的電壓差。為了確定上述公式的正確壓降，我們將這個正向電壓從電源電壓中減去 - 在這本書中，通常為 5 伏。

我們來看一個正向電壓為 2.7 伏，電流消耗為 35 毫安的 LED。首先，我們需要將毫安轉換為安培，這樣我們就可以使用我們上面提到的公式。 $(35 \div 1000)$ 給我們 $0.035$ ，然後我們需要從已知的電源電壓中減去 LED 的正向電壓。 $(5 - 2.7)$ 給我們 $2.3$ 。現在我們已經計算出電流和壓降，我們的公式看起來像這樣： $R = (2.3 \div 0.035)$ - 告訴我們我們需要一個 65.7143Ω 的電阻。當然，這是荒謬的，所以我們只需選擇下一個最高的常用電阻，它應該是 68Ω。

修改

更換 LED，使用上面的公式選擇一個新的電阻。
打斷電源 + 端和電阻之間的連線；用一對導線替換它。你現在擁有一個導通測試儀，一個用於在其他專案中查詢短路的工具。
220Ω 電阻是這個專案的理想選擇嗎？在保持相同 LED 的情況下，嘗試使用其他電阻。