Perché il mio resistore si surriscalda?

Attualmente sto usando resistori serie 150R per limitare la corrente a ciascun segmento in un display a 7 segmenti. Ho scelto 150R perché tutti i "calcolatori a resistore a led" online suggeriscono questo valore. L'alimentazione è di 5v / 2,5A.

Il foglio dati per questi display (Kingbright SC52-11EWA) indica che i LED hanno una tensione diretta di 2,0 (2,5 max).

Per i test, attualmente ho appena un segmento cablato con un resistore. Per qualche motivo, dopo alcuni minuti il resistore diventa piuttosto caldo / caldo. I display stessi non si riscaldano.

Quando uso un resistore 330R, è ancora leggermente caldo ma leggermente più freddo di 150R. Tuttavia, il display è quindi notevolmente più scuro, soprattutto se visualizzato durante il giorno.

Non ho mai avuto problemi con i resistori che si scaldano quando si accendono i LED.

Che cosa sto facendo di sbagliato?
Quale valore di resistori dovrei usare?

Ho attaccato una foto della breadboard, se pertinente (il display è molto più luminoso di così, il flash lo fa apparire fioco).

test

led resistors heat

— user9993
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THW motivo per cui diventa caldo è evidente: wasted energy = heat.

— Haneefmubarak,

Perché è "ovvio"? Non ho avuto questo problema prima di alimentare i LED da 5v.

— user9993

È ovvio perché i resistori sprecano l'energia extra trasformandola in calore. Quindi, piuttosto che chiedere perché si sta surriscaldando, sarebbe più sensato chiedersi perché così tanta energia viene sprecata al punto da poterla sentire.

— Haneefmubarak,

È ovvio perché è l'unica possibile fonte di energia per riscaldare il resistore. Per un caso a tensione costante come questo, la potenza convertita in calore è inversamente proporzionale al valore di resistenza. Quindi, una resistenza da 330 ohm dissiperà metà del calore. Se la sua temperatura aumenta della metà dipende dai parametri fisici che non ci hai fornito. In precedenza hai usato resistori da mezzo watt o multiplex il display?

— Joe Hass,

@ScottSeidman - no, ti sbagli. Genererà un po 'più del doppio del calore per la stessa corrente. Ma la corrente sarà meno della metà. Alla fine genererà metà del calore - il modo più semplice per confrontare è V ^ 2 / R, poiché V è quasi costante vediamo solo 1 / R quando si confrontano i due resistori.

— Chris Stratton,

Risposte:

Questo può essere facilmente calcolato.

L'alimentazione è di 5 V e il LED scende di 2 V. Ciò lascia 3 V attraverso il resistore. 3 V / 150 Ω = 20 mA, che è una corrente massima tipica per piccoli LED. Ciò significa che il LED è guidato correttamente.

Ora guarda la dissipazione di potenza. 20 mA x 3 V = 60 mW. Questo rientra nella capacità di quella che sembra essere una resistenza da "1/4 W" nella tua immagine. Ancora una volta, va tutto bene.

Scavare una scheda tecnica per il resistore e vedere quanto dovrebbe surriscaldarsi se effettivamente lo si dovesse dissipare di 1/4 W. Questo sarebbe probabilmente nell'intervallo 150-200 ° C. Anche a 150 ° C per 250 mW e assumendo 20 ° C per ambiente, hai 130 ° C / 250 mW = 520 ° C / W. 60 mW riscalderebbero quindi il resistore 31 ° C, che puoi sicuramente sentire. Se a partire da 20 ° C, la resistenza sarebbe a 51 ° C o 124 ° F. Quindi ha perfettamente senso che ti sembri "caldo" o quasi "caldo" per te.

— Olin Lathrop
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Mi permetto di suggerire di migliorare la risposta affrontando rapidamente prima la domanda di base, ovvero: "perché il mio resistore si surriscalda?" perché forse all'OP mancano queste informazioni di base. Qualsiasi resistore dissipa l'energia in qualche modo e la maggior parte (se non tutte) lo fa generando calore. A volte quel calore è così piccolo che passa inosservato e a volte è molto evidente, ma tutti i resistori si riscaldano in una certa misura quando la corrente li attraversa.

— Dakatine,

Il calcolo della potenza termica è semplice; prevedere l'aumento della temperatura un po 'più complicato, quindi ho pensato che valesse la pena fare un esperimento. Ho avuto un resistore da 1/4 watt, 150 ohm su una fornitura da banco da 3,3 v per un po 'di tempo, e riesco a malapena a discernere il calore da esso. Ho pensato che i cavi e i clip potrebbero essere affondati di calore, quindi ho tagliato i cavi corti e li ho inseriti in una breadboard - è forse un riscaldatore di capelli, ma non sono ancora a un livello che noterei a meno che non me lo aspettassi. Il mio collega pensa che forse può sentirlo se isola il resistore con un dito per un momento.

— Chris Stratton,

prova a utilizzare una resistenza di potenza superiore. se stai attualmente usando un 1/4 Watt 150R, prova un 1/2 Watt della stessa resistenza.

— Miguel R
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Benvenuti in EE.SE, Miguel. Se leggi l'altra risposta - pubblicata cinque anni fa - vedrai come calcolare l'energia dissipata nel resistore e alcune linee guida su come stimare la dissipazione attesa. L'aspetto "ingegneristico" del sito significa fare calcoli di progettazione.

— Transistor