Calcul de la résistance série d'une Led

Publié le par Pascal Coquet

Calcul de la résistance série d'une Led

On ne peut pas brancher directement une LED sur une source de tension (pile, adaptateur, etc). Il faut mettre en série une résistance de limitation de courant, mais comment la calculer ?

Caractéristiques électriques d'une LED

Une LED fonctionne en courant et tension continus. Comme une diode classique, la LED ne conduit que dans un sens. Dans l'autre sens, elle est bloquée mais ne supporte pas des tensions inverses élevées (souvent 5V max). Lorsqu'une LED est passante, il s'établit à ses bornes une tension assez indépendante du courant : on peut appeler cette tension la tension de seuil. Elle dépend du matériau utilisé dans la LED, et donc de sa couleur.

LED rouge, orange, jaune (ambre) : 1.8V à 2V
LED verte standard (vert clair) : 1.8V à 2.2V

Exemple : La tension aux bornes d’une LED rouge ne varie que de 1.55V à 1.93V quand on fait varier le courant de 1mA à 20mA. Si on dispose d'une alimentation stabilisée réglable fixée à 1.93V, le seuil max de la LED, on pourrait y brancher directement cette LED rouge. Il faut éviter de le faire parce qu'une petite variation de tension entraîne une grande variation de courant.
En passant de 1.93V à 2.20V, le courant dans la LED est multiplié par 2 !

Rôle de la résistance série avec la LED

La résistance série est justement là pour éviter ce phénomène fâcheux ! Pour pouvoir utiliser facilement une LED avec une alimentation standard (pas forcément des plus stables), il faut insérer en série une résistance :

Calcul de la résistance série pour la LED

A partir d'une batterie 12V, on souhaite allumer une LED rouge qui supporte 20mA. Sa tension de seuil est de 1.8V.

L'additivité des tensions s'écrit : ULED + UR = 12V

L'additivité des tensions s'écrit : ULED + UR = 12V

ULED est égale à la tension de seuil (supposée indépendante du courant)..La tension UR vaut donc : UR = 12V - ULED = 12V - 1.8V = 10.2V. Or, le courant dans la résistance est égal à celui de la LED, c'est-à-dire 20mA. La valeur de la résistance se déduit à partir de ces deux informations :

R = 10.2V / 20mA = 10.2V / 0.02A = 510 Ohms

Cette valeur correspond à une valeur standard. On retiendra donc R = 510 Ohms. Si la valeur trouvée n'est pas standard, choisir la valeur standard supérieure la plus proche (exemple : pour 637 Ohms, on choisit 680 Ohms).

La formule générale pour calculer la résistance s'écrit donc :

Calcul de la résistance série d'une Led

Précautions

Pour ne jamais risquer de griller la LED, le courant ne doit pas dépasser le courant maximal admissible dans la LED (souvent 20mA). On peut souvent se contenter d'un courant réduit de moitié.

On calcule avec la tension d'alimentation la plus grande. Si l'alimentation risque de fluctuer entre 11V et 15V, il faut faire le calcul avec 15v et avec la tension de seuil de la LED la plus faible. Si la tension de seuil n'est pas connue précisément (entre 3V et 3.6V), il faut faire le calcul avec 3V.

Dissipation dans la résistance

La dissipation de chaleur est à considérer. La formule est :

Calcul de la résistance série d'une Led

Il faut choisir un modèle de résistance au moins capable de supporter la puissance, ou mettre en série ou parallèle plusieurs résistances pour répartir la dissipation.

Si on souhaite utiliser plusieurs LED en même temps, le fait de les mettre en série réduit la consommation de courant et la dissipation. Il faut alors recalculer la résistance puisque Uled n’a plus la même valeur…

PS l'aspirine est dans le tiroir de gauche...

Publié dans Trucs et astuces

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