저항과 병렬로 연결한 LED
지난번의 병렬 저항 회로에서,
병렬 회로의 저항, 전압 및 전류
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11654
이번엔 한 쪽 저항을 떼어내고 다음과 같이 LED로 연결해 보겠습니다.
그런데, 위의 회로에서 LED에 불이 들어올까요? 구간별 전압을 측정해 보면 이렇습니다.
+/-: 9.10V
10K: 8.28V
LED: 0.814V
R2 : 0.814V
병렬 구간: 0.814V
Battery - 10K[Left] 전류: 0.82mA
10K[Right] - 1K[Left] 전류: 0.82mA
10K[Right] - LED[Left] 전류: 0mA
LED에 0.814V가 걸렸는데 지난번 실험에서,
9V 전압에서 테스트하는 C1815 트랜지스터
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11651
2.0V조차도 빛이 희미하게 나올 정도였으니 LED의 운영 전압인 2.2V ~ 2.4V에 한참 못 미치는 0.814V로는 당연히 LED에 빛이 날 수 없습니다. 빛이 안 나는 것은 물론, 전류가 LED로는 하나도 흐르지 않습니다.
흥미로운 것은, 이 상태에서 병렬로 연결했던 1K 저항을 삭제했을 때입니다.
이 상태에서는 측정값이 다음과 같이 변합니다.
[측정값]
+/-: 9.04V
10K: 6.71V
LED: 2.331V
Battery - 10K[Left] 전류: 0.67mA
계산을 통해 LED에 걸린 저항을 계산하면 다음과 같습니다.
[계산 값]
6.67V = 0.67mA * 10K
2.331V = 0.67mA * R (LED 저항값: 3479.10447761194...)
6.7 + 2.331V = 9.031V
혹시, 병렬연결인 경우 병렬 회로에 저항을 충분히 높여줄 정도로 LED와 병렬인 저항을 높이면 어떨까요? 테스트를 위해 가변 저항을 연결하고,
LED와의 병렬 회로에 2.2V 전압이 걸리도록 조정했더니 그때의 가변 저항값이 4.33K였고 전류가 0.68mA였습니다. 따라서 병렬 회로에 걸린 저항 및 전류를 측정/계산하면 이렇습니다.
[계산 값 - R1]
6.91V ≈ 0.68mA * 10K
[계산 값 - LED || R2]
2.2V = 0.68mA * R (R: 3235.2941...)
[측정값]
R1[Right] - LED[Left] 전류: 0.17mA
R1[Right] - R2[Left] 전류: 0.50mA
LED 저항 (계산 값)
2.2V = 0.17mA * R (12941.17647058824)
R2 저항 (계산 값)
2.2V = 0.50mA * R (4400)
LED에 12,941(약 13K) 저항이 걸린 걸로 여기고 합성 저항을 병렬 회로의 측정 저항값이었던 3235 값으로 식을 쓰면 근사치로 나오는 걸로 봐서 맞아 들어갑니다.
1 / 3235 = 1 / 12941 + 1 / 4400
1 = (1 / 12941 + 1 / 4400) * 3235
1 ≈ 0.249980... + 0.735227...
(참고로, 가변 저항이 2.6K 일 때, 병렬 회로의 전압은 1.9V 정도 올라왔지만 LED의 빛은 거의 꺼진 상태였습니다.)
그러니까, (9V, 10K 저항이 직렬로 연결된 회로에서) LED와 병렬로 연결된 저항의 값이 3.2K 정도가 되어야 LED가 안정적으로 빛을 낼 수 있는 전압을 받게 되는 것입니다.
(
첨부 파일은 이 글의 그림에 대한 fzz 파일입니다.)
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