抵抗器が熱くなるのはなぜですか?


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現在、150R直列抵抗を使用して、7セグメントディスプレイの各セグメントへの電流を制限しています。オンラインの「LED抵抗計算機」はすべてこの値を示唆しているので、150Rを選びました。電源は5v / 2.5Aです。

これらのディスプレイ(Kingbright SC52-11EWA)のデータシートには、LEDの順方向電圧が2.0(最大2.5)であると記載されています。

テストのために、私は現在、1つのセグメントを抵抗器で配線しています。何らかの理由で、数分後、抵抗器はかなり暖かくなります。ディスプレイ自体は熱くなりません。

330Rの抵抗器を使用した場合、それはまだ少し暖かいですが、150Rよりも少し涼しいです。ただし、特に日中に見た場合、ディスプレイは著しく暗くなります。

LEDの点灯時に抵抗器が熱くなる問題は一度もありませんでした。

  1. 何が悪いのですか?
  2. どの値の抵抗を使用する必要がありますか?

必要に応じて、ブレッドボードの写真を添付し​​ました(ディスプレイがこれよりもはるかに明るく、フラッシュが暗く見えるだけです)。

テスト


暖かくなった理由は明白ですwasted energy = heat
haneefmubarak 2013

なぜそれが「明白」なのですか?5vからLEDに電力を供給する前に、私はこの問題を抱えていません。
user9993 2013

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抵抗はそれを熱に変換することによって余分なエネルギーを浪費するので、それは明白です。なぜ熱くなっているのかを尋ねるのではなく、なぜそんなに多くのエネルギーが無駄になっているのかを感じることができるように質問する方が賢明でしょう。
haneefmubarak 2013

それが抵抗器を高温にする唯一の可能なエネルギー源だからです。このような定電圧の場合、熱に変換される電力は抵抗値に反比例します。したがって、330オームの抵抗器は半分の熱を放散します。温度が半分だけ上昇するかどうかは、あなたが私たちに与えていない物理的パラメータに依存します。以前に半ワットの抵抗器を使用したり、ディスプレイを多重化したりしましたか?
ジョー・ハース

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@ScottSeidman-いいえ、あなたは間違っています。同じ電流に対して2倍以上の熱を生成します。しかし、電流は半分以下になります。最終的には半分の熱が発生します。Vはほぼ一定であるため、2つの抵抗器を比較すると、1 / Rが見られるだけなので、比較する簡単な方法はV ^ 2 / Rです。
Chris Stratton

回答:


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これは簡単に計算できます。

電源は5 Vで、LEDは2 Vに低下します。これにより、抵抗の両端に3 Vが残ります。3 V / 150Ω= 20 mA、これは小さなLEDの標準的な最大電流です。つまり、LEDは正しく駆動されます。

次に消費電力を見てください。20 mA x 3 V = 60 mW。これは、画像で「1/4 W」の抵抗と思われるものの能力の範囲内です。繰り返しになりますが、すべて正常です。

抵抗器のデータシートを掘り下げて、実際に1/4 Wの電力を消費させた場合にどれだけ高温になることが予想されるかを確認します。これはおそらく150〜200°Cの範囲です。150 mCで250 mW、周囲温度を20°Cと仮定した場合でも、130°C / 250 mW = 520°C / Wとなります。したがって、60 mWは抵抗を31°Cに加熱します。20°Cで開始する場合、抵抗は51°C、つまり124°Fになります。したがって、「温かい」または「ほとんど暑い」と感じることは、完全に理にかなっています。


私は、基本的な質問、つまり「なぜ抵抗器が熱くなるのですか?」にすばやく対処することで、答えを改善することを提案します。おそらくOPにはこの非常に基本的な情報が欠けているためです。抵抗は何らかの方法でエネルギーを散逸し、それらの大部分(すべてではないにしても)は熱を発生させることによって散逸します。その熱は気づかれないほど小さい場合もあれば、非常に目立つ場合もありますが、すべての抵抗は、電流が流れるとある程度温まります。
ダカチン2013

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熱出力の計算は簡単です。気温の上昇を予測するのは少し難しいので、実験に値すると思いました。しばらくの間、3.3vベンチ電源に1/4ワット、150オームの抵抗を接続してきましたが、そこから暖かさをほとんど識別できません。リードとクリップリードがヒートシンクになっているのではないかと思ったので、リードを短く切り、ブレッドボードに挿入しました。ヘアウォーマーの可能性がありますが、期待していない限り気付かないレベルです。私の同僚は、彼が指で抵抗器を少しの間絶縁すれば、彼はそれを感じることができると思うと思います。
Chris Stratton

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より高いワット数の抵抗器を使用してみてください。現在1/4ワット150Rを使用している場合は、同じ抵抗の1/2ワットを試してください。


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EE.SE、ミゲルへようこそ。5年前に投稿された他の回答を読むと、抵抗で消費されるエネルギーを計算する方法と、予想される消費を推定する方法に関するいくつかのガイドラインが表示されます。サイトの「エンジニアリング」の側面は、設計計算を行うことを意味します。
トランジスタ
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