LED 및 램프 시리즈-전구가 왜 켜지지 않습니까?

나의 6 살짜리 아들은 Snap Circuits 스타일 키트를 실험하기 시작했고 이미 매우 기본적인 질문이 있습니다.

배터리로 구동되는 LED와 램프를 병렬로 배치하면 LED와 램프가 밝게 켜집니다.

그러나 LED와 램프를 직렬로 배열하면 LED 만 켜집니다.

분명히 전류가 램프를 통과하고 있습니다 (전구를 풀면 LED가 꺼집니다).

왜 전구가 켜지지 않습니까?

나는 적당한 스냅 서킷을 구입하기보다는 약간의 cheapskate이다 나는 eBay에 중국에서 유사한 일반적인 세트를 샀다 (참조 : Electronic Blocks Kit W-58 )

(이 포럼에 대해 너무 기본적이지만 아직 Google을 통해 답변을 찾지 못한 경우 사과드립니다)

병렬 연결된 LED 및 램프의 경우 각각에 걸쳐 전체 배터리 전압이 있습니다.

시리즈가 연결되면 각각의 전압이 있어야 합 배터리 전압에.

주어진 임의의보다 자세한 내용이 없으면, 대부분 대답은 전지 전압 같아야 램프 양단의 전압이다 마이너스 LED에 걸리는 전압은, 가시광을 생성하기에 불충분하다.

이 답변을 입력하는 동안 일부 사진을 추가 한 것으로 보입니다. 총 배터리 전압은 약 3V 인 것으로 보입니다. 많은 LED가 2V를 초과하는 순방향 전압을 갖는 것을 고려하면, 이는 전구에 걸쳐 1V 미만으로 남습니다.

키트에 전압계가 있습니까? 그렇다면 직렬 연결을 위해 램프 양단의 전압을 측정하십시오.

LED는 너무 많은 전압을 떨어 뜨려 전구에 남은 것이 거의 없습니다.

1.5V 배터리는 단 두 개 뿐이며 LED 순방향 전압에는 거의 충분하지 않습니다.

백열 전구는 소비되는 전력이 감소하면 빠르게 어두워집니다. 전력은 전압의 제곱을 저항으로 나눈 것입니다.

바로 이런 이유로, 백열 전구를 어둡게하면 많은 에너지를 절약 할 수 없습니다. 소멸 된 와트 수의 작은 부분 감소만으로 전구가 거의 줄어 듭니다.

필라멘트는 대부분 열을 발생 시키며 가시 광선으로 작은 부분 만 생성합니다. 이것은 온도에 매우 민감하며, 손실 된 전력에 매우 민감합니다.

어두운 방에서 램프를 봅니다. 희미한 붉은 빛을 볼 수 있습니다. 또한 LED의 빛으로 인해 어두운 방에서도 전구가 희미하게 빛나는 것을 볼 수 없습니다. LED도 가리십시오.

LED와 직렬로 연결된 저항이 있어야합니다. LED는 다이오드이며, 적용된 전압이 특정 지점 위로, 3V 미만으로 상승하면 다이오드가 통과하는 전류를 빠르게 증가시킵니다. 따라서 전류 제한 저항이 없으면 LED가 소모되는 전류를 너무 많이 통과하게됩니다.

LED가 전압을 떨어 뜨린다는 이전의 대답은 전압은 맞지만, LED와 숨겨진 저항의 조합에 의한 것입니다. 전구는 조금 더 저항을 추가하여 전류를 약간 줄이지 만 LED를 조금 더 어둡게 만듭니다. 그러나 전구는 조명에 필요한 최소 전압을 강탈합니다.

또 다른 흥미로운 요소는 추울 때 백열 램프의 필라멘트 저항 이 뜨거울 때 저항의 약 1/10이라는 것입니다.

10 옴 대신에 냉장 소등 램프는 아마도 1 옴에 가깝습니다.

$P = I^2 \cdot R$

이 시리즈 램프는 LED 조명 회로를 완성하는 꼬임 선에 지나지 않습니다.

반면 에 백열 램프 의 양의 온도 계수 기능이 유용 할 수 있습니다. HP의 초기 오디오 발진기를 참조 하고 Wien 브리지 발진기 에 대해 읽어보십시오 .

좋은 질문입니다! 언급 한 바와 같이 병렬 회로와 직렬 회로입니다. 동시에, 램프와 LED 모듈 모두 최대 3 볼트를 얻습니다. 연속적으로, 그들은 3 볼트를 공유해야하므로 각각은 일부를 얻습니다. 전구가 같은 종류의 2 개라면 각각 1/2의 전압을 얻게됩니다. 3 개의 전구가 직렬로 연결되어 각각 1/3이됩니다. LED 모듈은 더 복잡합니다. 그러나 가장 큰 문제를 먼저 해봅시다.

$\dfrac{E}{I}=R$$\dfrac{3V}{0.3A} = 10 \Omega$

$\dfrac{V}{A}=R$$\dfrac{1}{V}: \dfrac{V}{AV}=\dfrac{R}{V}$$\dfrac{V}{V}$$\dfrac{1}{A}=\dfrac{R}{V}$$A=\dfrac{V}{R}$$10 \Omega + 10 \Omega = 20 \Omega$$\dfrac{3V}{20\Omega} = .150A$$RA=V$$10 \Omega \times .15 A = 1.5 V$

$A=\dfrac{3V - 1.xV}{10 + 33 \Omega}$$\dfrac{1.9V}{43 \Omega}$$\dfrac{1.1V}{43 \Omega}$

논의 목적으로, 적색 LED는 순방향 전압 강하가 1. (일부) 볼트이고 녹색은 약 2 볼트이며 파란색은 훨씬 높습니다. 물론 그것들은 유한 저항 값을 가지고 있지만, 단순히 고정 전압을 제거하는 것으로 생각하는 것이 가장 쉽습니다. 그런 다음 전류는 저항 양단의 잔여 전압으로 계산 될 수 있습니다. 저항이 없으면 전류를 제한하는 좀 더 정교한 방법이 필요합니다.

더 재미있게 보려면 적절한 크기의 전기 모터를 전구와 직렬로 연결하고 전구의 밝기를 확인한 다음 모터에 약간의 부하를가하십시오. 어떤 변화?

회로에서 일어나고있는 일을 시각화하고 이해하는 한 가지 방법은 매우 단순화 된 설명 또는 유추이며, LED가 램프를 조명하기에 충분한 전류를 전달하지 못한다고 생각하는 것입니다. 간단히 말해서, 그것은 본질적으로 램프보다 훨씬 더 많은 저항을 가지고 있습니다. 두 개의 동일한 유형의 램프를 직렬로 배치하면 전원 공급 장치에서 제공하는 전류만큼 밝게 빛납니다. 실제로 간단한 비유로, 동일한 와트 수의 115 볼트 AC 램프 두 개를 직렬로 배치하려면 + -230 볼트가 완전히 켜집니다.

그러나 LED 램프보다 저항이 더 크거나 더 정확하게는 반도체이며 순방향 전압 강하가 있습니다.

단순화 : 20mA 전류 소비에서 대략 2 볼트의 LED에서 순방향 전압 강하 (지금 정확한 수치를 기억할 수는 없음)는 3 볼트 배터리 구성으로 보입니다. 램프. 또한 LED는 필라멘트를 가열하기에 충분한 전류를 통과하지 못합니다 (인덕터 및 LED는 반도체로 분류되므로 유사성이 부정확합니다). 공급 전압이 보상하기 위해 더 높더라도 램프가 완전히 켜지지 않을 것입니다 LED의 순방향 전압 강하

나는 그것이 의미가 있기를 바랍니다. 나는 그렇지 않다면 사과하지만, 나는 서두르고 나가서 곧 다른 것을해야 할 때 이것을 보았습니다.

귀하의 질문은 와트가 같지 않지만 동일한 전압 램프가 직렬로 연결된 유사한 실험을 상기시킵니다. 램프 중 하나의 두 배 크기의 전압이 갑자기 배열에 적용됩니다. 전압을 선택할 때는 전기 안전에 유의하십시오. 6V 등급의 램프는 정상적으로 작동합니다. 6 볼트의 자동차 정류장 / 사이드 라이트 전구가 좋습니다. 이 실험은 약 30 년 전에 GCE "A"Physics 실기 시험에서 사용되었습니다!

또 다른 시도는 투명 유리 쉘이있는 다른 240 볼트 필라멘트 램프를 12 볼트에 연결하는 것입니다 .25 와트 램프가 올바르게 기억되면 부드럽게 필라멘트 글로우를 볼 수있어 매우 기쁘게 생각합니다. 다시 한 번 전기 안전에 유의하십시오.

전압 강하를 잠시 무시하고 전류 측면에서 설명하겠습니다.

LED와 직렬로 배치하면 LED를 통과하는 전류도 전구를 통과하지만 필라멘트로 들어가는 열 (전류 제곱, 전구 저항의 배수)은 필라멘트가 가시 광선을 생성하기에 충분히 뜨거워지기에는 불충분합니다. .

LED의 빛은 통과하는 전류에 대략 비례하는 반면, 전구 밝기 (조명 / 저전력 전구의 경우)는 입력 전류 큐브에 비례합니다. "밀 곡물"램프 (20ma)를 LED와 직렬로 연결하고 전류를 조정하면 이것이 분명해집니다.

배터리는 거의 이상적인 전압 소스를 나타냅니다. 배터리 내부에는 두 단자 사이의 전위차가 열릴 때까지 전자를 음극 (+)에서 양극 (-)으로 이동시키는 화학 반응이 있기 때문입니다. 회로 전압. 나는 이것을 Vbatt라고 부를 것이다.

두 단자 사이에 전기적 연결이 이루어질 때, 전자는 이러한 전위차로 인해 외부 연결에서 (-)에서 (+) 단자로 흘러 전자의 "회로"를 만듭니다. 이 전자 흐름은 터미널 간의 전위차를 줄여서 반응 속도를 높이고 더 많은 전자를 공급하며 전류가 증가합니다. 그렇게함으로써 저항으로 인해 부하에 전압이 증가합니다. 반응 속도 증가를 정지시키기에 충분할 때까지 단자에서의 전류 및 전위차가 상승한다. 수학, I1 * R1 = Vbatt.

@ Mark McLaren 흥미로운 질문 ....하지만 직렬 회로에서 극성을 그대로 변경하지 않고 led와 전구의 위치를 ​​바꿀 수 있다면 내 논리가 맞으면 전구가 켜집니다 .... 전압은 먼저 LED를 가로 질러 떨어지고 나머지 전압 (LED에서 사용하는 3 VOLT MINUS 전압)은 전구에 충분하지 않습니다. 전자는 배터리의 극성에서 먼저 LED쪽으로 흐르기 때문에 전압이 먼저 LED에서 떨어지고 나머지는 램프에서 나옵니다 .... LED와 램프의 위치를 ​​바꾸고 램프가 켜지는지 확인하십시오. .. led는 낮은 전압을 필요로하고 나머지 전압은 충분하기 때문에 LED에도 불이 들어옵니다. 궁금하다