Por que meu resistor esquenta?

Atualmente, estou usando resistores da série 150R para limitar a corrente para cada segmento em uma tela de 7 segmentos. Escolhi o 150R porque todas as "calculadoras de resistores led" online sugerem esse valor. A fonte de alimentação é 5v / 2.5A.

A folha de dados para esses monitores (Kingbright SC52-11EWA) diz que os LEDs têm uma voltagem direta de 2,0 (2,5 máx.).

Para os testes, atualmente eu tenho apenas um segmento conectado com um resistor. Por alguma razão, após alguns minutos, o resistor fica bastante quente / quente. Os displays em si não esquentam.

Quando uso um resistor 330R, ele ainda está um pouco quente, mas um pouco mais frio que o 150R. No entanto, a tela fica visivelmente mais fraca, especialmente quando visualizada durante o dia.

Nunca tive problemas com o aquecimento dos resistores ao acender os LEDs.

O que estou fazendo errado?
Que resistores de valor devo usar?

Anexei uma imagem da placa de ensaio, se isso for relevante (a tela é muito mais brilhante que isso, o flash apenas faz com que pareça fraca).

teste

led resistors heat

— user9993
fonte

Thw razão pela qual fica quente é óbvia: wasted energy = heat.

— haneefmubarak

Por que isso é "óbvio"? Eu não tenho esse problema antes com a alimentação de LEDs de 5v.

— user9993

É óbvio porque os resistores gastam energia extra transformando-a em calor. Portanto, em vez de perguntar por que está ficando quente, seria mais sensato perguntar por que tanta energia está sendo desperdiçada a ponto de você sentir isso.

— haneefmubarak

É óbvio, porque essa é a única fonte de energia possível para aquecer o resistor. Para um caso de tensão constante como essa, a potência convertida em calor é inversamente proporcional ao valor da resistência. Portanto, um resistor de 330 ohms dissipará metade do calor. Se a temperatura aumenta a metade, depende dos parâmetros físicos que você não nos forneceu. Você já usou resistores de meio watt ou multiplexou a tela?

— Joe Hass

@ScottSeidman - não, você está enganado. Gerará um pouco mais do dobro de calor para a mesma corrente. Mas a corrente será menos da metade. No final, ele gerará metade do calor - a maneira mais fácil de comparar é V ^ 2 / R, já que V é quase constante, apenas vemos o 1 / R ao comparar os dois resistores.

— Chris Stratton

Respostas:

Isso pode ser facilmente calculado.

A fonte de alimentação é de 5 V e o LED cai 2 V. Isso deixa 3 V no resistor. 3 V / 150 Ω = 20 mA, que é uma corrente máxima típica para pequenos LEDs. Isso significa que o LED está acionado corretamente.

Agora observe a dissipação de energia. 20 mA x 3 V = 60 mW. Isso está dentro da capacidade do que parece ser um resistor de 1/4 de W na sua imagem. Mais uma vez, está tudo bem.

Desenterre uma folha de dados para o resistor e veja quão quente deve ficar se você realmente dissipa 1/4 W. Isso provavelmente estaria na faixa de 150-200 ° C. Mesmo a 150 ° C para 250 mW e assumindo 20 ° C para ambiente, você tem 130 ° C / 250 mW = 520 ° C / W. 60 mW, portanto, aqueceria o resistor 31 ° C, o que você pode sentir definitivamente. Se começar a 20 ° C, o resistor estará a 51 ° C ou 124 ° F. Portanto, faz todo o sentido que você se sinta "quente" ou quase "quente".

— Olin Lathrop
fonte

Atrevo-me a sugerir melhorar a resposta, abordando rapidamente a questão básica primeiro, ou seja: "por que meu resistor esquenta?" porque talvez o OP esteja perdendo essas informações muito básicas. Qualquer resistor dissipa energia de alguma forma e a maioria (se não todas) o faz gerando calor. Às vezes, esse calor é tão pequeno que passa despercebido e às vezes é muito perceptível, mas todos os resistores esquentam até certo ponto quando a corrente passa por eles.

— Dakatine 9/09/13

Calcular a saída térmica é fácil; prever a temperatura subir um pouco mais complicado, então achei que valeria a pena um experimento. Eu tenho um resistor de 1/4 de watt e 150 ohm em uma fonte de bancada de 3,3v por um tempo agora, e mal consigo discernir o calor dele. Eu pensei que os fios e os fios do clipe poderiam estar afundando, então cortei os fios e inseri-os em uma tábua de pão - talvez seja um aquecedor de cabelo, mas ainda não em um nível que eu notaria a menos que estivesse esperando. Meu colega de trabalho acha que talvez ele possa sentir isso se isolar o resistor com o dedo por um momento.

— Chris Stratton

tente usar um resistor de potência mais alta. se você estiver usando um 1/4 Watt 150R, tente um 1/2 Watt da mesma resistência.

— Miguel R
fonte

Bem-vindo ao EE.SE, Miguel. Se você ler a outra resposta - publicada há cinco anos -, verá como calcular a energia dissipada no resistor e algumas diretrizes sobre como estimar a dissipação esperada. O aspecto "engenharia" do site significa fazer cálculos de design.

— Transistor