वोल्टेज विभाजक का आउटपुट, या चाहे गए वोल्टेज के लिए R1 या R2; LED के लिए धारा-सीमक प्रतिरोधक, उसका निकटतम E12 मान और शक्ति रेटिंग।
लेखक: AdminAI लेखन टूल से मसौदा तैयारअपडेट किया गया जाँचे गए उदाहरण: 7
R1 = 10 kΩ (ऊपर) और R2 = 4.7 kΩ (नीचे) का विभाजक इनपुट का 31.97% आगे देता है: 12 V से 3.837 V, और 816.3 µA धारा लेता है।
दो प्रतिरोधकों का वोल्टेज विभाजक Vout = Vin × R2/(R1 + R2) देता है। कैलकुलेटर आउटपुट निकालता है, या जब आपको चाहिए आउटपुट पता हो तो R1 या R2, और दिखाता है कि R2 के सिरों पर लगा लोड आउटपुट को कितना नीचे खींचता है। LED को श्रेणीक्रम में प्रतिरोधक R = (Vs − n·Vf)/I चाहिए, जहाँ Vf श्रेणीक्रम के n LED में से हर एक का अग्र वोल्टेज (forward voltage) है और I आपकी चाही धारा।
विभाजक के पहले से भरे मान, 12 V पर 10 kΩ के नीचे 4.7 kΩ, 3.84 V देते हैं और 0.82 mA धारा लेते हैं। 5 V पर 20 mA वाले लाल LED (Vf ≈ 2.0 V) को ठीक 150 Ω चाहिए, जो E12 का मान है, और प्रतिरोधक 60 mW ऊष्मा में बदलता है, इसलिए ⅛ W का पुर्ज़ा 2 गुना गुंजाइश के साथ पर्याप्त है।
सटीक मान ऊपर की ओर अगले E12 मान (IEC 60063) तक पूर्णांकित होते हैं, जिससे LED धारा लक्ष्य के बराबर या उससे कम रहती है। अग्र वोल्टेज सामान्य आँकड़े हैं; डेटाशीट में ये वोल्ट के कुछ दसवें हिस्से तक अलग होते हैं, और जब प्रतिरोधक पर कम वोल्टेज बचता है तब धारा सबसे अधिक संवेदनशील होती है।
यह कैलकुलेटर दो प्रतिरोधकों वाले वोल्टेज विभाजक का आउटपुट निकालता है, या चाहे गए आउटपुट के लिए R1 या R2, और LED के लिए श्रेणीक्रम में लगने वाला धारा-सीमक प्रतिरोधक, उसका E12 मान और वाट रेटिंग बताता है। पहले से भरे मान, 12 V पर 10 kΩ के नीचे 4.7 kΩ, से आउटपुट 3.84 V आता है और विभाजक 0.816 mA धारा लेता है।
बिना लोड वाला दो प्रतिरोधकों का विभाजक Vout = Vin × R2/(R1 + R2) देता है, जहाँ R2 ग्राउंड की ओर वाला प्रतिरोधक है। LED के श्रेणी प्रतिरोधक का सूत्र R = (Vs − Vf)/I है: 5 V पर 20 mA वाले 2 V के लाल LED को (5 − 2)/0.02 = 150 Ω चाहिए।
R1 इनपुट से आउटपुट बिंदु तक जाता है, और R2 आउटपुट बिंदु से ग्राउंड तक। 12 V, R1 = 10 kΩ और R2 = 4.7 kΩ के लिए:
आउटपुट केवल अनुपात से तय होता है। दस गुना बड़े मान, 100 kΩ के नीचे 47 kΩ, भी 3.837 V देते हैं, पर 0.0816 mA धारा लेते हैं। बड़े मान कम धारा बर्बाद करते हैं; छोटे मान लोड लगने पर अपना वोल्टेज बेहतर बनाए रखते हैं।
एक प्रतिरोधक तय करें और दूसरा निकालें:
R1 = 10 kΩ के साथ 5 V से 3.3 V के लिए R2 = 10 × 3.3/1.7 = 19.41 kΩ। यह मानक मान नहीं है: निकटतम E12 पुर्ज़े, 18 kΩ और 22 kΩ, 3.21 V और 3.44 V देते हैं, इसलिए जो पुर्ज़ा लगाना है उसके साथ आउटपुट जाँच लें।
लक्ष्य वोल्टेज इनपुट से कम होना चाहिए। प्रतिरोधी विभाजक वोल्टेज को केवल घटा सकता है; बराबर या बड़ा लक्ष्य डालने पर कैलकुलेटर त्रुटि दिखाता है।
आउटपुट से जुड़ी हर चीज़ R2 के साथ पार्श्वक्रम में होती है, इसलिए विभाजक का निचला हिस्सा R2 × RL/(R2 + RL) बन जाता है। विभाजक के सूत्र में R2 की जगह यही मान रखें।
12 V पर दो 10 kΩ प्रतिरोधक बिना लोड के 6 V देते हैं। 10 kΩ का लोड निचले हिस्से को 5 kΩ कर देता है, इसलिए आउटपुट 4 V पर गिरता है और स्रोत की धारा 0.8 mA हो जाती है, जिसमें से 0.4 mA R2 से और 0.4 mA लोड से बहती है।
R2 का कम से कम 10 गुना लोड गिरावट को लगभग 10% से कम रखता है: उसी विभाजक पर 100 kΩ का लोड 5.71 V देता है। 10 kΩ/4.7 kΩ वाले विभाजक पर 100 Ω का लोड 3.84 V को घटाकर 0.116 V कर देता है।
इसीलिए विभाजक संवेदन (सेंसिंग) और संदर्भ इनपुट को वोल्टेज देते हैं, जबकि किसी परिपथ को बिजली रेगुलेटर देता है। OpenStax (अंग्रेज़ी में) दोनों गणनाओं के पीछे के श्रेणीक्रम और पार्श्वक्रम नियम समझाता है।
9 V पर 15 mA वाला नीला LED (Vf ≈ 3.2 V) प्रतिरोधक के लिए VR = 5.8 V छोड़ता है। R = 5.8 ÷ 0.015 = 386.67 Ω, जो ऊपर की ओर 390 Ω बनता है। धारा 14.87 mA हो जाती है और प्रतिरोधक 86 mW ऊष्मा देता है, इसलिए ¼ W का पुर्ज़ा 2 गुना गुंजाइश बनाए रखता है।
12 V पर 20 mA वाले तीन लाल LED श्रेणीक्रम में हों, तो प्रतिरोधक के लिए 12 − 3 × 2.0 = 6 V बचते हैं। इससे 300 Ω मिलता है, जो ऊपर की ओर 330 Ω बनता है और 18.18 mA धारा देता है।
पंक्तियाँ हैं: 12 V पर 10 kΩ के नीचे 4.7 kΩ (डिफ़ॉल्ट), 12 V पर 10 kΩ लोड वाले दो 10 kΩ प्रतिरोधक (बराबर, लोड सहित), और 5 V पर 20 mA वाला एक लाल LED (LED डिफ़ॉल्ट)।
| स्थिति | चुना गया परिणाम | स्रोत या LED की धारा |
|---|---|---|
| डिफ़ॉल्ट | 3.83673 V | 0.816327 mA |
| बराबर, लोड सहित | 4 V | 0.8 mA |
| LED डिफ़ॉल्ट | 150 Ω | 20 mA |
लगभग 20 mA पर प्रति LED, रंग वाले विकल्प ये मान मानते हैं: लाल 2.0 V, पीला 2.1 V, हरा (InGaN) 3.0 V, नीला 3.2 V, सफ़ेद 3.2 V और अवरक्त 1.2 V।
असली पुर्ज़े प्रकार, धारा और ताप के साथ वोल्ट के कुछ दसवें हिस्से तक अलग होते हैं, इसलिए डेटाशीट का आँकड़ा हो तो वही डालें ("अग्र वोल्टेज लिखें" विकल्प)।
यह अंतर तब सबसे अधिक मायने रखता है जब प्रतिरोधक के लिए कम वोल्टेज बचे। 3.3 V पर 5 mA वाले लाल LED को 270 Ω मिलता है; अगर उसका असली Vf 2.2 V हो, तो धारा 15% गिरकर 4.81 से 4.07 mA हो जाती है। 12 V पर 560 Ω के साथ यही बदलाव धारा को केवल 2% हिलाता है।
प्रतिरोधक VR × I को ऊष्मा में बदलता है। थ्रू-होल प्रतिरोधकों की मानक रेटिंग ⅛, ¼, ½, 1, 2, 5 और 10 W हैं; गणना किए गए P = I²R की कम से कम दोगुनी रेटिंग चुनें।
10 W से ऊपर प्रतिरोधक ग़लत पुर्ज़ा है: 100 V से 1 A पर चलने वाला लाल LED 100 Ω के प्रतिरोधक में 96 W जलाएगा, और यह काम स्थिर-धारा वाले LED ड्राइवर का है।
प्रतिरोधक कितना गरम चलेगा, यह लगाने का तरीका, हवा का प्रवाह और निर्माता का डीरेटिंग वक्र भी तय करते हैं।
कई प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम और पार्श्वक्रम कैलकुलेटर से एक तुल्य मान में बदलें, और धारा या शक्ति ओम का नियम कैलकुलेटर से जाँचें। प्रतिरोधक रंग कोड कैलकुलेटर आपके चुने मान की रंग-पट्टियाँ बताता है।
जाँच का स्रोत: I = 12/14700 A = 0.8163265 mA
जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना
जाँच का स्रोत: स्वतंत्र गणना
जाँच का स्रोत: P = 0.02² × 150 = 0.06 W; 2 × 0.06 ≤ 0.125
20 mA पर एक लाल LED के लिए 150 Ω: (5 − 2.0 V)/0.020 A। 3.2 V अग्र वोल्टेज वाले नीले या सफ़ेद LED को (5 − 3.2)/0.020 = 90 Ω चाहिए, जो E12 श्रेणी में ऊपर की ओर 100 Ω बनता है और 18 mA देता है। कई संकेतक LED 5–10 mA पर ही काफ़ी चमकते हैं, जिससे प्रतिरोध दो से चार गुना हो जाता है।
20 mA पर एक लाल LED के लिए (12 − 2.0)/0.020 = 500 Ω, जो ऊपर की ओर 560 Ω (E12) बनता है। इससे 17.9 mA धारा और प्रतिरोधक में 0.18 W मिलते हैं, इसलिए 2 गुना गुंजाइश के लिए ½ W का पुर्ज़ा लगाएँ। इसकी जगह श्रेणीक्रम में तीन सफ़ेद LED (3 × 3.2 V = 9.6 V) को केवल 120 Ω चाहिए, और प्रतिरोधक 48 mW बर्बाद करता है।
Vout = Vin × R2/(R1 + R2), जहाँ R2 आउटपुट और ग्राउंड के बीच का प्रतिरोधक है। 12 V पर 10 kΩ के नीचे 4.7 kΩ से 12 × 4.7/14.7 = 3.84 V मिलता है। तय आउटपुट के लिए एक प्रतिरोधक निश्चित करें और दूसरा निकालें: R2 = R1 × Vout/(Vin − Vout), इसलिए R1 = 10 kΩ के साथ 5 V से 3.3 V पाने के लिए R2 = 19.4 kΩ चाहिए।
लोड R2 के साथ पार्श्वक्रम में होता है और नीचे वाले प्रतिरोध को घटा देता है। 12 V पर दो 10 kΩ प्रतिरोधक बिना लोड के 6 V देते हैं, लेकिन 10 kΩ का लोड नीचे वाले हिस्से को 5 kΩ कर देता है और आउटपुट 4 V पर गिर जाता है। लगभग 10% के भीतर रहने के लिए लोड को R2 का कम से कम 10 गुना रखें, या आउटपुट को बफ़र करें; विभाजक संदर्भ और संवेदन इनपुट के लिए ठीक हैं, परिपथों को बिजली देने के लिए नहीं।
P = I²R निकालें और उसकी कम से कम दोगुनी मानक रेटिंग चुनें। 20 mA धारा वाला 150 Ω प्रतिरोधक 0.02² × 150 = 0.06 W ऊष्मा में बदलता है, इसलिए ⅛ W (0.125 W) का प्रतिरोधक 2 गुना गुंजाइश पूरी करता है। 12 V पर एक लाल LED के साथ प्रतिरोधक 0.18 W ऊष्मा देता है और उसे ½ W चाहिए। आम थ्रू-होल रेटिंग ⅛, ¼, ½, 1 और 2 W हैं।
इस कैलकुलेटर में स्वतंत्र स्रोतों के उत्तरों वाले 7 हल किए गए उदाहरण शामिल हैं। ये परीक्षण समूह में चलते हैं और आप इन्हें यहाँ भी चला सकते हैं।