Por que um resistor precisa estar no ânodo de um LED?

Por favor, seja gentil, eu sou um especialista em eletrônica. Isso se refere à obtenção de um LED para emitir fótons.

Pelo que li (elétrons - Forrest Mims III e Make: Electronics), os elétrons fluem do lado mais negativo para o lado mais positivo.

Em um exemplo de experimento (envolvendo uma célula seca primária, uma chave SPDT, um resistor e um LED), afirma que o resistor DEVE estar conectado ao ânodo do LED. Na minha opinião, se os elétrons fluem de negativo para positivo, o fluxo de elétrons não passaria pelo LED antes do resistor; tornando o resistor inútil?

O resistor pode estar em ambos os lados do LED, mas deve estar presente. Quando dois ou mais componentes estiverem em série, a corrente será a mesma em todos eles, e não importa em qual ordem eles estão. Acho que a maneira de ler "o resistor deve estar conectado ao ânodo" como "o resistor não pode ser omitido do circuito."

Não, isso não tornaria o resistor inútil. Imagine se o resistor fosse tão grande que impedisse completamente o fluxo de elétrons. Importa de que lado do LED está aceso? De qualquer forma, ele interromperá o circuito e impedirá o fluxo de corrente.

Não pense em partículas individuais viajando pelo circuito. As partículas carregadas não são "gastas" pelo LED. Eles passam por isso, e seu movimento é o que transporta energia de um lugar para outro.

Pense em todas as partículas que se movem em todos os pontos do circuito de uma só vez, como um cinto ou corrente. Se você desacelera a corrente em um ponto, ela também diminui em todos os outros pontos, devido aos elos que empurram e puxam um contra o outro.

Eu li Introdução à Eletrônica quando criança e acho que ela ensina mal idéias como essa. Eu tive que desaprender tudo na faculdade e não recomendo. Tente isso:

• http://amasci.com/miscon/eleca.html#electron
• http://amasci.com/miscon/eleca.html#circle
• http://amasci.com/amateur/elecdir.html

Experimente este circuito . Quando você ajusta a resistência, ela diminui a velocidade das cargas antes do resistor ou altera a velocidade de todas as cargas em todo o circuito?

Independentemente de qual lado o resistor esteja colocado, ele limita a quantidade de corrente que flui através do LED. Geralmente é muito mais simples não pensar no que os elétrons estão fazendo e apenas pensar no sentido de Resistência, Corrente, Tensão e, às vezes, energia.

No caso de um LED, se você conectar uma fonte de tensão constante através do LED, o LED atuará como quase 0 de resistência, que será baseado em V = IR (ou V / R = I), resultará em uma corrente muito grande , o que faz com que o LED "apareça".

Você precisa conectar um resistor para definir a corrente que seu LED está esperando.

O resistor não precisa estar do lado do ânodo, mas precisa estar lá (a menos que a tensão da fonte de alimentação seja igual ou menor que a queda de tensão do LED).

Afinal, se você tem uma fonte de energia de 9 volts e um LED que cai 2 volts, os outros 7 volts precisam cair em algum lugar.

Veja o livro Forrest Mims III novamente. Ele não afirma que os resistores devem estar no ânodo e tem exemplos de onde estão no cátodo. Na minha edição de 1988 do livro, a proteção em série para LEDs é introduzida na P. 69:

CIRCUITO DE CONDUÇÃO DE LED - Como os LEDs dependem da corrente, geralmente é necessário protegê-los da corrente excessiva com um resistor em série. Alguns LEDs incluem um resistor em série embutido. A maioria não .

Uma fórmula é então fornecida sobre como calcular a resistência da tensão de alimentação e da corrente direta do LED. O diagrama em anexo possui o resistor no ânodo, deixando de explicar que a escolha é arbitrária.

No entanto, na mesma página, é introduzido um dispositivo "indicador de polaridade do LED", no qual dois LEDs consecutivos compartilham um resistor que está necessariamente no ânodo de um e no cátodo do outro. No "indicador de polaridade de três estados", o resistor limite está no lado da alimentação, e não no lado do terra também.

Geralmente é melhor, em algum sentido (se houver uma opção) ter o dispositivo importante conectado ao terra e a parafernália circundante, como resistores de polarização, estar do lado da fonte.

Em circuitos de alta tensão, a escolha entre carga do lado da fonte ou do solo é importante do ponto de vista da segurança. Por exemplo, você deve colocar o interruptor de luz no lado quente da lâmpada ou no ponto morto? Se você ligar o interruptor de modo que a luz seja desligada interrompendo o retorno do ponto morto, isso significa que o soquete da lâmpada está permanentemente conectado ao calor! Isso significa que, se alguém desligar o interruptor antes de trocar a lâmpada, não será mais seguro; o painel principal deve ser usado para realmente interromper a conexão quente ao soquete. Em um circuito de bateria, não há aterramento de segurança: o terminal negativo é arbitrariamente designado como retorno comum, e a palavra "terra" é usada para esse comum.

Se um dispositivo de carga é do lado do terra ou do lado da fonte também faz diferença se a tensão do dispositivo estiver sendo transportada para outro circuito onde é usada para algum propósito. Um LED de 1,2V cujo ânodo está conectado a 5V fornecerá uma leitura de 3,8V a partir do cátodo, se a corrente fluir. Se o cátodo estiver aterrado, o ânodo fornecerá uma leitura de 1,2V. Portanto, a colocação do resistor não importa apenas se não existe tal situação no circuito: não há uma terceira conexão à junção entre o resistor e o LED que afeta algum outro circuito.

Um LED não requer um resistor no lado do ânodo ou no lado do cátodo. De alguma forma, é necessário limitar a corrente, e um resistor é uma maneira de fazer isso.

Outras maneiras de limitar a corrente:

• use uma fonte de corrente em vez de uma fonte de tensão
• tornar a fonte de tensão muito próxima da tensão direta do LED, contando com a resistência intrínseca do LED para limitar a corrente a um nível seguro
• ajuste o ciclo de trabalho da tensão de modo que o LED nunca precise dissipar uma quantidade destrutiva de calor

Essas são soluções complexas para o atual problema de limitação. O resistor em série é geralmente (mas nem sempre) a melhor solução.

Se o monitoramento da corrente através do LED é importante para você, coloque o resistor no lado baixo. Portanto, será mais fácil medir a corrente em cada LED. Por "mais fácil", quero dizer, você fixa uma sonda do voltímetro no GND e usa a outra apenas para ler as tensões nos resistores. Portanto, a corrente através do LED será:

$I_{LED} = \frac{V_R}{R} \\ \begin{matrix} I_{LED} & : & \mbox{The current through the LED} \\ V_R & : & \mbox{The voltage on the resistor} \\ R & : & \mbox{Resistor series with the LED} \\ \end{matrix}$

Se você deseja monitorar as tensões nos LEDs, conecte os LEDs ao lado baixo. Assim, você pode ler as tensões fixando uma das sondas no GND.

Se você não se importa com as tensões ou correntes nos / através dos LEDs (por exemplo, você está trabalhando com um circuito digital ou o LED é apenas um indicador), não importa de que lado você conecta os LEDs e os resistores.

Funcionalmente, isso não importa. Os elementos (LED e resistor de carga) são em série, portanto a corrente que flui através deles será a mesma, independentemente da ordem em que eles são conectados.

Dito isto, se o LED for acionado no lado baixo, tenho preferência em colocar o resistor de carga do VDD no ânodo do LED. Razão, motivo? Conectado dessa maneira, se houver um curto para GND no ânodo (de, digamos, uma sonda de escopo incorreta), ele não matará o LED. Por outro lado, se o ânodo do LED estiver vinculado ao VDD e o resistor de carga ao cátodo, o curto-circuito do cátodo do LED colocará toda a alimentação no LED, o que faz um belo ruído de estalo ...

não precisa estar de qual lado o ânodo ou o cátodo, pois não possui polaridade. Mas, eu faço isso no lado do ânodo para um único LED e o lado do cátodo em um LED da série. conexões paralelas no lado do cátodo.