Iluminatul economic (becuri potrivite)

   Am arătat în articolul anterior că merită schimbate becurile mari cu tuburi fluorescente, becuri economice sau cu LED-uri.

   Să vedem pentru fiecare situație care surse de lumină sunt recomandate:

Pentru locuințe:

- în camere, becurile cu filament pot fi înlocuite cu becuri economice (care consumă de câteva ori mai puțin). Aceste becuri au avantajul că se potrivesc în diferite corpuri de iluminat. Becurile din candelabre, cele care dau lumină în jos, pot fi înlocuite cu becuri cu LEDuri. Există becuri cu LEDuri de diferite forme. 

   Nu recomand folosirea variatoarelor de lumină, deoarece un filament care este aprins mai slab își reduce randamentul (consumă 40W dar dă lumină cât un bec de 20W, de exemplu). Numai becurile de putere mare (100W), cu filament mai gros, au randamentul maxim. Un bec mai slab are randamentul mai mic. Dacă este redusă puterea cu variator, randamentul scade și mai mult. Recomand folosirea becurilor economice și becuri cu halogen pentru iluminatul local (birou).

- pe holuri întunecoase (unde se circulă mult) recomand tuburi fluorescente de putere mică (de exemplu 10W) sau becuri economice ieftine sau cu LEDuri. Pe unde se umblă puțin pot fi folosite automate cu senzori (care aprind lumina când trece cineva) și becuri cu LEDuri sau cu filament. Pe holuri lungi pot fi folosite întrerupătoarele cap de scară. 

   Becurile economice sunt recomandate acolo unde sunt aprinse cât mai rar și stau aprinse mult timp. Unde becurile sunt aprinse (și stinse) de mai multe ori (în special când este frig) sunt potrivite becurile LED (cele economice nu rezistă mult). Becurile LED sunt potrivite peste tot.

- pe holuri comune se pot monta automate temporizate de iluminat. O apăsare pe buton (tip sonerie) aprinde becurile pentru câteva minute (durata este reglabilă).

- în spații cu umezeală (băi, bucătării) se pot pune becuri cu halogen sau tuburi fluorescente (cu drosel), care nu sunt sensibile la umezeală.

Pentru curți se pot folosi automatele care aprind lumina când trece cineva + becuri cu filament sau reflectoare cu LEDuri.


Pentru exterior sau în săli mari (hale):

https://www.dedeman.ro/ro/bec-lvm-normal-e27-125w-loh/p/1040202
Bec LVM normal E27 125W LOH          13 lei
Becurile cu vapori cu mercur se caracterizeaza printr-o eficienta luminoasa foarte buna, dar si printr-o durata mare de viata. Balonul acestor becuri are o forma elipsoidala, fiind dotate si cu un luminofor pe partea interioara.
Aceste tipuri de surse sunt utilizate in special in iluminatul exterior si in iluminatul halelor cu inaltimi mari.
Se mai folosesc in iluminatul locurilor cu degajari de praf si fum, in locurile unde nu este necesar a se reda corect culorile, in depozite,etc.
Clasa eficientei energetice: D
Durata medie de viata (h): 8.000
Unghi dispersie lumina (˚): 280
Dulie: E27
Putere (W): 125      Flux luminos (lm): 5.000               40 lm/W
Dimensiuni Lxl (mm): 165x75 mm


https://www.dedeman.ro/ro/bec-cu-halogenuri-metalice-rx7s-70w/p/1028589
Bec cu halogenuri metalice RX7S 70W              36 lei  la comanda
Becurile metal halide sunt sursa de iluminat de inalta presiune, ce redau o luminat apropiata de cea naturala. Sunt folosite in iluminatul industrial cat si la iluminatul terenurilor de sport.
Brand: Lohuis
Clasa eficientei energetice: B
Putere (W): 70       Flux luminos (lm): 5.600         80 lm/W
Tip: Halogenura metalica
Dulie: Rx7s
Durata medie de viata (h): 10.000
Dimensiuni Lxl (mm): 22x117


https://www.dedeman.ro/ro/bec-vapori-de-sodiu-e40-150w-loh/p/1040205
Bec vapori de sodiu E40 150W LOH       34 lei
Becurile cu vapori de sodiu se utilizeaza indeosebi pentru iluminatul stradal, iar lampile ce functioneaza pe baza de becuri cu vapori de sodiu au o eficacitate luminoasa deosebita, se adapteaza perfect la instalatiile de iluminat atat in ceea ce priveste puterea, cat si tensiunea, fluxul luminos prezinta stabilitate in timp, redarea culorilor obiectelor iluminate este cat se poate de reala, iar costul de achizitie este unul avantajos.
Gama: becuri
Clasa eficientei energetice: B
Durata medie de viata (h): 18.000
Unghi dispersie lumina (˚): 280
Dulie: E40
Putere (W): 150       Flux luminos (lm): 15.500       103 lm/W
Dimensiuni Lxl (mm): 213x46 mm


https://www.dedeman.ro/ro/bec-hqi-400w-e40-lumina-rece-00-7147/p/1023992
Bec HQI 400W E40 lumina rece   (cu iodură metalică)            51lei
Tub de descarcare din cuart care contine mercur de inalta presiune si un amestec de halogenuri de disproziu, holmiu si thuliu sau iodura de staniu, cu adaos de sodiu si thaliu pentru corectia culorilor si stabilizarea arcului;sunt utilizate:pentru iluminat de accentuare (magazine, centre comerciale), iluminat cu distributie inferioara (iluminatul tavanelor si peretilor) si iluminat general pentru monumente si panouri de afisaj
Brand: Lumen
Dulie: E40
Durata medie de viata (h): 10.000
Dimensiuni Lxl (mm): 270x46
Gama: Becuri cu iodura metalica
Putere (W): 150       Flux luminos (lm): 28.000          187 lm/W

Becurile cu descărcare au randamente mari, durată de viață mare, dar necesită circuite pentru aprindere și funcționare.

Iluminatul economic (calcule)

   Îmi amintesc de becurile obișnuite Osram de 100 W (fabricate în Franța). Pe cutia lor scria că dau 1340 lumeni. Zilele trecute am cumpărat Osram cu halogen de 70 W (fabricate tot în Franța), acestea dau 1200 lm, adică cât 90 W din becul vechi.
   Înlocuind becurile vechi de 100 W cu becuri cu halogen de 70 W, fac economie de 30 W (aproape o treime). La o funcționare de 10 ore pe zi (în încăperi întunecoase), fac economie de 300 Wh = 0,3 kWh în fiecare zi = 10 kWh economie lunar. Într-o lună mi-am scos banii dați pe bec.

În loc să folosiți câteva becuri puternice pe tavan (candelabru), de exemplu cu putere totală de 300 W, puteți folosi:
- pentru iluminarea camerei tub fluorescent de 40 W.
- pentru iluminarea camerei un bec economic (fluorescent) de 10W (poate fi pus în loc de bec în diferite corpuri de iluminat) și o lampă de birou cu bec halogen (de putere mai mică) sau cu LEDuri.

Dacă becurile sunt îndreptate în sus (în candelabre), o parte a luminii se pierde (luminează inutil tavanul), de aceea am scris 300 W. Dacă funcționează 5 ore pe zi (150 ore pe lună), consumă 45 kWh, care costă cam 22 lei.
Tuburi flurescente de 40 W sau becuri economice cu puterea totală 40 W (cu oglindă în spate), la 5 ore pe zi (150 ore pe lună) consumă numai 6 kWh, care costă cam 3 lei.
Diferența de cost al energiei electrice: 19 lei pe lună (economie realizată de iluminatul fluorescent). La o funcționare de 10 ore pe zi, 38 lei economie!
Concluzie: este evident că becurile puternice merită să fie schimbate cu tuburi sau becuri fluorescente (economice) sau cu becuri cu LED-uri.
Dacă aveți mai multe becuri care funcționează mult timp, ele fac risipă de energie și de bani.

Un flux luminos de aproximativ 1333 lumeni dat de un bec cu incandescenţă de 100 W este dat de un bec cu halogen de 75 W sau un tub sau bec economic (fluorescent) de 25 W.
Înlocuirea unui bec obișnuit (cu filament) de 100 W cu un tub sau bec fluorescent, dacă funcționează 5 ore pe zi, duce la o economie de aprox. 11 kWh, cam 6 lei (dublu dacă funcționează 10 ore pe zi). În câteva luni vă recuperați banii investiți în becul economic (tuburile sunt mai ieftine, deci mai repede).

Surse de iluminat și iluminat ornamental (becuri cu filament, cu halogen, fluorescente, cu LED-uri)

1. Becul obișnuit cu filament
   Curentul electric trece printr-un filament subțire de wolfram (numit și tungsten) și produce încălzirea lui până la incandescență, în vid. Se produce mai multă căldură decât lumină, randamentul este foarte mic (cam 5 %). Este foarte ieftin și are avantajul spectrului continuu (cu albastru slab). Nu este obositor pentru ochi.
   Datorită temperaturii ridicate a filamentului, atomii părăsesc filamentul și se depun pe sticlă (balon), ceea ce produce o transmitere mai mică a luminii. De aceea când schimbați un bec ars cu altul de aceeași putere, lumina este ceva mai puternică! Pe lângă faptul că are randamentul foarte mic, prezintă și îmbătrânire (prin funcționare, randamentul scade și mai mult).
   La aprindere, într-o fracțiune de secundă, temperatura filamentului crește de la temperatura ambiantă la cea de funcționare, cu un vârf de consum. Cu timpul, filamentul se subțiază și, de obicei la aprindere se întrerupe datorită șocului.
   O oglindă pusă în spatele becului, sau deasupra dacă este pe tavan, mărește mult lumina. Astfel se poate obține aceeași lumină cu o putere mai mică (de exemplu 60 sau 75 W în loc de 100 W).

Există becuri care emit infraroșii, folosite pentru încălzire locală.

2. Becul cu halogen
   Se folosește regenerarea cu halogeni. Funcționează cu balonul foarte cald (sute de grade Celsius), de aceea se folosește sticlă rezistență la șocuri termice (de exemplu cuarț). În balon se introduce gaz inert și halogen (brom sau iod, în cantitate foarte mică). Atomii părăsesc filamentul și la temperatura ridicată din balon se combină cu halogenul și majoritatea se întorc spre filament. Datorită temperaturii foarte mari din apropierea filamentului, legăturile cu halogenul se desfac și atomii de wolfram se depun pe filament. Totuși, depunerea este neuniformă, de aceea filamentul va ceda după un timp (în locul unde se subțiază). Presiunea din interior micșorează evaporarea filamentului. Datorită acestei regenerări, filamentul poate fi încălzit mai tare și dă o lumină ceva mai albă, cu randament ceva mai mare. Spectrul este continuu, cu ceva mai mult albastru decât becurile obișnuite.
   Pentru utilizări casnice, becurile mici cu halogen sunt puse într-un balon cu soclu ca la becurile obișnuite. Ca să dea aceeași lumină, consumă mai puțin.
   Se spune că emit și ceva ultraviolete, de aceea în fața lor se pune un filtru (sticlă groasă transparentă, care este opacă pentru UV).

3. Tuburi și becuri fluorescente (economice)
   Au randament mult mai mare dcât becurile cu filament. Se aprind mai greu, mai ales la frig.
   Tuburile fluorescente
  În interior se produc ultraviolete, care sunt transformate în lumină (cu spectru discontinuu) de praful alb care este depus în interior, pe tubul de sticlă. Lumina pâlpâie (cu dublul frecvenței rețelei, 100 Hz), de aceea nu sunt potrivite pentru muncă de migală (desen tehnic, mecanică fină etc). La iluminarea sălilor mari sunt alimentate în grupuri, trifazic, ceea ce reduce pâlpâirea luminii (în sală). La utilizarea în încăperi unde funcționează diferite mașini mecanice (de exemplu strunguri), pot produce efect stroboscopic pentru unele turații, ceea ce dă impresia vizuală că un obiect în mișcare de rotație este oprit.

   Tubul fluorescent are în serie o bobină de balast, care nu lasă curentul să crească prea mult. La aprindere, starterul (un contact bimetalic) dă curent prin filamente și le încălzește (desenul de sus), apoi oprește curentul (desenul de jos). Bobina dă un vârf de tensiune (de autoinducție) care amorsează descărcarea prin tub. Bobina și starterul pot fi înlocuite cu circuite electronice.
    În interior sunt produse ultraviolete. Praful alb depus pe interiorul tubului de sticlă transformă UV în lumină care pâlpâie, cu spectru discontinuu. Prin folosirea unor chimicale, spectrul se îmbunătățește (vârfuri mai multe și mai mici).
 
   Becurile fluorescente
   Sunt tuburi mai subțiri montate ca un bec. Au un circuit electronic.
   Firmele bune produc becuri scumpe care au spectru îmbunătățit, dau lumină mai puternică, se aprind mai repede și durează mai mult.
 
4. Becuri cu LED-uri
   Conțin mai multe LEDuri înseriate. Randamentul este ceva mai mare decât al becurilor fluorescente.  Cele cu lumină rece au prea mult albastru (un vârf pronunțat), ceea ce poate produce insomnii. Fiind alimentate în curent continuu filtrat, nu pâlpâie. Lumina scade cu timpul (contează mai mult scăderea luminii produse, decât durata de viață, care este foarte mare).
   Apar tipuri noi de LEDuri, cu lumină multă și spectru îmbunătățit (dar scumpe). Acestea sunt de viitor, vor înlocui becurile.

Redarea culorilor în lumina produsă

Lumina naturală (soarele la amiază și cerul senin, aprox. 5500 K) are spectru continuu și aproape uniform. Culorile se văd bine în această lumină.
Becul obișnuit are spectru continuu, dar cu multe infraroșii și roșii și puțin albastru. Becurile halogen au ceva mai mult albastru.
Tuburile și becurile fluorescente au spectru discontinuu, cu câteva vârfuri mari, adică emit doar câteva culori (în special pe verde și albastru). Dacă obiectele sunt de acele culori, se văd mai deschise. Dacă nu, se văd închise. Redau prost culorile. Pot fi produse să dea lumină mai bună, dar tot cu spectru discontinuu.
Lămpile cu sodiu (mari, cu lumină spre portocaliu, folosite la iluminatul public) la fel.

Situația este mai bună în cazul LEDurilor albe, care au spectru discontinuu, dar nu așa rău ca cele fluorescente. LEDurile au un vârf pe albastru și o cocoașă.

LEDuri noi, cu spectru îmbunătățit.

Comparație între sursele de lumină
Becurile cu filament (obișnuite)
+ foarte ieftine, spectru continuu, lumina pâlpâie puțin (la becurile de putere mai mare, filamentul este mai gros și are inerție termică mai mare, nu poate urmări vărfurile tensiunii alternative cu care este alimentat), lumina nu obosește ochii. Cele cu halogen sunt și mai bune (și ceva mai economice).
- randament mic (sunt ieftine, dar consumă mult), prezintă îmbătrânire
Becurile cu filament și halogen
+ lumina are spectrul continuu și ceva mai echilibrat decât la becurile obișnuite
+ randamentul ceva mai mare decât la becurile obișnuite
+ folosirea becurilor cu halogen și montarea unor oglinzi în spate, pentru recuperarea luminii, pot reduce ușor consumul la jumătate sau la mai puțin.
  Becurile halogen cu oglindă (reflector) dau lumina concentrată acolo unde este nevoie.
Fluorescente
+ economice, tuburile sunt ieftine și dau multă lumină (mai ales cu o oglindă în spate)
- tuburile pâlpâie; spectrul este discontinuu pronunțat, cu câteva vârfuri (firmele bune produc tuburi și becuri economice îmbunătățite, care dau o lumină mai bună); se aprind lent (consumă mai mult la aprindere, becurile economice ieftine se defectează ușor dacă sunt aprinse des, mai ales la temperaturi scăzute).
LEDuri
+ economice, se aprind instantaneu (fără șoc la aprindere), pot fi aprinse des. Becurile de formă normală dau lumina în special în față (nu în toate direcțiile, ca cele cu filament), de aceea au randamentul și mai mare.
- spectru cu discontinuitate (nu prea deranjează), prezintă îmbătrânire (în timp mai îndelungat)

Ce recomand
      
Tuburi fluorescente dacă nu aveți ochii sensibili și nu contează mult redarea culorilor (care este mai neuniformă, dar nu deranjează de obicei). Becurile economice (chiar cele slabe) sunt bune pentru iluminat holuri etc, unde este necesară iluminarea permanentă (fără aprinderi dese). Tuburile și becurile economice ieftine au lumină de calitate mai slabă, cele făcute de firme bune sunt mai scumpe și dau o lumină mai bună, au putere reală mai mare, se aprind mai repede și au o durată de viață mai mare.
Vor fi înlocuite cu becuri cu LEDuri, mai ales cele noi, cu spectru îmbunătățit (dacă se mai ieftinesc).
Pentru iluminarea locală (birou, loc de muncă): becuri cu halogen (sau obișnuite) pentru lucrul de migală și redarea corectă a culorilor (dau lumină mai multă dacă au o oglindă în spatele lor). Nu sunt obositoare. (Pe viitor cu LEDuri).

Pentru iluminatul ornamental casnic (de exemplu felinare mici) sunt bune beculețele obișnuite sau cu halogen (la puteri foarte mici, de câțiva Wați, nu prea contează consumul) și după ieftinirea lor, beculețe cu LEDuri.

Pentru orice fel de iluminat din acumulatori (lanterne, iluminat de siguranță, pentru autovehicule: faruri de zi, iluminat interior, la capotă motor, pentru excursii: în cort, rulotă, exterior) cele mai bune sunt LEDurile. Dau aceeași lumină la un consum mult redus față de becurile cu filament, deci descarcă acumulatorul mai lent.

LED care pâlpâie singur (blinking LED, flashing LED)

 
   Există LEDuri care conțin un mic circuit integrat și pâlpâie singure (mai repede sau mai lent). Se alimentează (direct) la o tensiune între un minim de câțiva volți și un maxim indicat de producător. Arată ca orice LED obișnuit, eventual în capsulă se poate vedea o mică plăcuță (circuitul integrat).
   Am pus un LED roșu mat de 3mm într-un ursuleț de pluș (l-am fixat unde a fost vechiul LED defect) și l-am alimentat la 2 baterii obișntuite AA (ieftine). A pâlpâit 4 săptămâni! (În ultima săptămână lumina a fost prea slabă).
(pozele cu LEDurile de mai sus le-am luat de pe internet)

LED bipolar (două LEDuri în antiparalel). Conectarea la rețea (indicator de tensiune)

 

    Am găsit această schemă. Condensatorul pus în curent alternativ se comportă (aici) ca o rezistență, care lasă să treacă un anumit curent. Dar la conectarea la rețea, condensatorul absoarbe un vârf de curent, care în timp duce la distrugerea LEDului, de aceea se pun rezistențe (să micșoreze acel vârf). Eventual se poate pune un condensator electrolitic de tensiune mică și zeci de μF în paralel cu LEDul. Dioda D1 preia tensiunea inversă (semialternanțele negative) a rețelei.

   Această schemă era folosită mai demult, când LEDurile aveau randament slab: consumau mult curent ca să dea lumină slabă. O rezistență s-ar fi încălzit prea tare, așa că se foloseau condensatoare. Acum există LEDuri care consumă mult mai puțin curent ca să dea aceeași lumină, de aceea recomand următoarea schemă.

   O schemă mult mai ușor (simplu) de făcut este cu LED bipolar (două LEDuri în antiparalel: sunt 2 LEDuri în aceeași capsulă, conectate în paralel dar invers: anod 1 și catod 2; anod 2 și catod 1). Dacă este alimentat cu + și -, luminează într-o culoare, dacă este alimentat - și +, luminează în altă culoare (dacă LEDurile din el au culori diferite).

  LEDul arată ca un LED obișnuit, are doi pini. Un pin se conectează direct la sursa de curent alternativ, celălalt pin printr-o rezistență de limitare a curentului. Pe o semialternanță a curentului alternativ luminează un LED, pe cealaltă, celălalt LED din capsulă. Dacă sunt de culori verde + roșu, luminează împreună alburiu (în capsulă de culoare alb mat). Dacă cele două LEDuri din capsulă au aceeași culoare, luminează în acea culoare.
   Puteți pune și mai multe în serie și prin ele va trece același curent (de exemplu ca indicator de tensiune rețea, puse frontal și lateral pe cutia cu montajul electronic).

  Calculul rezistenței de limitare a curentului
Valoarea rezistenței: Pe rezistență am 220 V și aleg curentul prin LED 2 mA. R = U : I = 220 V : 2 mA = 110 KΩ. Aleg 100 KΩ sau 120 KΩ (valori standardizate, nu se fac de orice valori).
Puterea disipată pe rezistență: P = U² : R = 220 V x 220 V : 100.000 Ω = 0,484 W. Pun o rezistență de 0,5 W sau mai bine de 1 W (mai mărișoară).

Marcarea terminalelor (piciorușelor) la LED-uri

  Pinul minus - este mai scurt și are o teșitură (pe inelul de plastic).

Cum se înlocuiește becul (beculețul) ars la ecranul unei combine

   Am o combină mică Panasonic (cu sunet bun). Ecranul ei nu mai este iluminat pentru că beculețul s-a ars. Era un beculeț lung și subțire. Lumina trecea spre ecran printr-un filtru (plastic transparent) albastru. În locul lui am pus 3 LEDuri albe de 3mm (puteam să pun LEDuri albastre, pe astea le-am avut la îndemână), cu rezistență în serie, pentru limitarea curentului, vedeți aici cum se calculează valoarea rezistenței.
   Am măsurat tensiunea de alimentare a becului, este de 12 V. Pe un LED alb, la 20 mA (se vede după joncțiunea mai mare că este de curent mai mare, pentru iluminat) am 3,2 V. Deci pot pune 3 LEDuri în serie + o rezistență de limitare a curentului.
3 LED x 3,2 V = 9,6 V
Până la 12 V, pe rezistență va cădea 12 V - 9,6 V = 2,4 V.
Valoarea rezistenței: 2,4 V : 20 mA = 120 Ω

 

Am lipit cele 3 LEDuri în serie, iar primul și ultimul pin i-am lipit pe cablaj (unde a fost lipit becul).Ca să dea lumină uniformă, le-am ajustat poziția (le-am mișcat cu o pensetă).

Lumina este mai puternică (pe ecran) doar pe partea de lângă LEDuri, în rest este uniformă.

Cum conectez rezistențe sau condensatoare în serie sau în paralel, ca să obțin valoarea dorită

   Dacă vreau să măresc valoarea unei rezistențe, conectez în serie cu ea altă rezistență. (Vedeți aici un articol despre conectări serie și paralel).
Pentru mărirea valorii la condensatoare, conectez în paralel încă unul.
   De exemplu:
- Am o rezistență de 68 KΩ și vreau să obțin aproximativ 73 KΩ: pun în serie cu ea o rezistență de 4,7 KΩ (sunt valori standardizate în grupa de precizie 20 %, nu pot alege orice valoare).
- Am un condensator de 470 nF și vreau să obțin aproximativ 570 nF: conectez în paralel (practic lipesc peste terminalele lui, dacă nu am loc pot pune pe dedesubtul cablajului) un condensator de 100 nF. Atenție! Măsurați condensatoarele, mai ales cele vechi, ca să nu aveți surprize neplăcute! Iar cele electrolitice sunt cunoscute ca imprecise.

Ca să micșorez valoarea unei rezistențe, lipesc peste ea (în paralel) încă o rezistență. De exemplu, dacă vreau să o micșorez cam cu 10 %, lipesc peste ea una de 10 ori mai mare. Dacă vreau să o micșorez cam cu 20 %, lipesc în paralel una cam de 5 ori mai mare. De exemplu am 10 KΩ și vreau să obțin 9 KΩ : pun în paralel una de zece ori mai mare, 100 KΩ. Cu formula din imagine obțin (10 x 100) : (10 + 100) = 1000 : 110 = 9,09 KΩ.

Ca să micșorez valoarea unui condensator pot conecta unul în serie, dar nu prea se folosește metoda (se alege unul cu valoarea mai mică).

Cum se alimentează un LED. Calcularea rezistenței serie

LEDul este o diodă care emite lumină (de diferite culori sau albă, infraroșu IR, ultraviolet UV).
Nu se alimentează direct de la sursă (pentru că se arde repede), ci printr-o rezistență de limitare a curentului! (nu se alimentează în tensiune, ci cu curent).
LEDurile rotunde cu diametrul de 5 mm pot primi curent de maxim 20 mA, cele de 3 mm maxim 10 mA (dacă nu se specifică altfel). Cele albe pentru iluminat au curentul specificat.

Calculul rezistenței pusă în serie cu LED-ul
Pe LED apare o cădere de tensiune, în funcție de culoarea luminii. Pentru un curent de 20 mA, tensiunea este aproximativ:
roșu 1,9 V;  galben și portocaliu 2 V;  verde 2,1 V
albastru și alb 3,3 V
infraroșu (pentru telecomenzi, de exemplu) 1,7 V
ultraviolet (de exemplu pentru verificat bancnote) peste 4 V.

Am un LED roșu de 5 mm și vreau să îl alimentez de la 12 V cu un curent de 15 mA.

LEDul are o teșitură pe inelul de plastic la pinul minus - , care este mai scurt, ca să știu cum să îl conectez.

Calculul valorii rezistenței
Dacă fac calculele în V și mA, rezultatul iese în KΩ.
Tensiunea sursei 12 V se împarte (cade) pe LED 2 V și pe rezistență diferența 12 V - 2 V = 10 V.
Ca să am curent de 15 mA, calculez rezistența R = U pe rezistență : I necesar = 10 V : 15 mA = 0,667 KΩ = 667 Ω. Din tabelul valorilor (nu există orice valoare disponibilă) din această postare, aleg valoarea standardizată 680 Ω.

Calculul puterii disipată pe rezistență
Trecerea curentului electric prin rezistență o încălzește. Trebuie să calculăm puterea care se disipă pe rezistență și să alegem o rezistență cu putere mai mare (altfel se arde).
P = U pe rezistență x I = U² : R = I² x R
În cazul nostru P = 10 V x 15 mA = 150 mW = 0,15 W (putere foarte mică).

Marcarea rezistențelor cu cifre și litere

Pe rezistențe poate scrie valoarea lor, fiind folosite cifre și litere. Sunt folosite numai litere (fără simbolul Ω):
R este folosit în loc de Ω (sau poate lipsi)
K pentru KΩ
M pentru MΩ

Exemple:
390 sau 390R = 390 Ω
820K = 820 KΩ
47M = 47 MΩ
Aceste litere se pun în locul virgulei zecimale (unde este cazul):
2R7 = 2,7 Ω
1K5 = 1,5 KΩ
5M6 = 5,6 MΩ

Pentru marcarea valorii rezistențelor de dimensiuni mici (SMD) poate fi folosit un cod format din 3 sau 4 cifre: 2 sau 3 cifre semnificative și multiplicator (puterea lui 10), valoarea este dată în ohmi:
470 = 47 și nu mai pui nimic sau = 47 x 10⁰ = 47 x 1 = 47 Ω
332 = 33 x 10² = 33 x 100 sau = 33 și 2 de zero = 3300 Ω = 3,3 KΩ
3161 = 316 x 10¹ = 316 x 10 sau = 316 și un zero = 3160 Ω = 3,16 KΩ
184 = 18 x 10⁴ = 18 x 10.000 = 180.000 Ω = 180 KΩ
0R47 = 0,47 Ω

Există rezistențe de 0 (zero) Ω, marcate 0 sau 000, care sunt folosite ca treceri peste liniile cablajului.

Codul culorilor pentru marcarea rezistențelor

Dacă rezistența este marcată cu 3 inele (benzi) de culoare
Este în clasa de toleranță 20%.



Dacă rezistența este marcată cu 4 inele (benzi) de culoare
A patra culoare indică grupa de toleranță.


Dacă rezistența este marcată cu 5 inele (benzi) de culoare
Are o culoare în plus pentru încă o cifră (este cu 3 cifre în loc de două), pentru rezistențele de precizie mai ridicată.

Ca să nu faceți greșeli, le puteți măsura cu un aparat de măsură.
Prima culoare nu poate fi argintiu sau auriu.

Dacă rezistența este marcată cu 6 inele (benzi) de culoare
Ultima culoare (a șasea) indică coeficientul de temperatură, cu cât se modifică valoarea rezistenței cu variația temperaturii:
maro 100 părți pe milion (milionimi)
roșu 50 ppm
portocaliu 15 ppm
galben 25 ppm
R₀ este valoarea rezistenței la 20 °C
α este coeficientul de temperatură, t este variația de temperatură (față de temperatura pentru care a fost dată valoarea rezistenței)
R(t) = R₀(1 + αt)

Imaginea de sus dreapta: grupele de precizie. Pentru precizia de 20%, în fiecare decadă de valori există (puteți alege) doar 6 valori standardizate (de aici numele E-6). Nu puteți alege orice valoare. Cu cât crește precizia, cu atât există mai multe valori.

 Uneori, producătorii lasă un spațiu mic între inelele colorate care arată valoarea și inelul pentru precizie. Totuși, se vede clar de unde încep inelele colorate pentru cifre (în cazul acesta este și mai clar, pentru că cifrele nu pot începe cu auriu sau argintiu).


Vedeți aici câteva rezistențe montate pe un cablaj.
De exemplu cele două rezistențe din colțul din dreapata sus sunt marcate cu galben (4), mov (7), roșu (în acest caz, cu două inele pentru cifre, se citește direct în KΩ = 4,7 KΩ, sau x 100), auriu (precizia 5%):
4 7 x100 sau 4 7 00 = 4,7 KΩ, în clasa de precizie 5%.

Conectarea în serie și în paralel a rezistențelor și condensatoarelor

Rezistențe în serie
O rezistență se opune (parțial) trecerii curentului electric, (adică rezistă). Dacă conectăm în serie (una după alta) mai multe rezistențe, valoarea obținută va fi suma rezistențelor (mai multe se opun mai mult).

De exemplu R1 = 3 KΩ , R2 = 6 KΩ , R3 = 10 KΩ. Rezistența obținută prin înserierea lor Rs = 3 KΩ + 6 KΩ + 10 KΩ = 19 KΩ. Se calculează la fel, oricât de multe rezistențe ar fi (se face suma).

Rezistențe în paralel

Dacă sunt două rezistențe în paralel, se calculează cu formula din imagine.
Dacă sunt rezistențe de aceeași valoare, se împarte acea valoare la câte rezistențe sunt. Dacă am 5 rezistențe și fiecare are 10 KΩ, obțin 10 KΩ : 5 bucăți = 2 KΩ.
Dacă sunt două rezistențe de aceeași valoare, valoarea se împarte la 2 (înjumătățește). 18 KΩ și 18 KΩ = 9 KΩ.
Dacă sunt mai multe rezistențe de valori diferite în paralel (se adună în continuare inversele valorilor, dacă sunt mai multe rezistențe):


Condensatoare în paralel: se adună capacitățile (ca la rezistențe conectate în serie).
Condensatoare în serie: se calculează ca la rezistențe în paralel
Se observă că la condensatoare este invers decât la rezistențe.

Elemente de circuit. Condensatorul

Condensatorul este un dispozitiv electric pasiv ce înmagazinează energie sub forma unui câmp electric între două armături încărcate cu o sarcină electrică egală, dar de semn opus. Ca să crească valoarea, între armături este introdus un material izolator (dielectric).

Pentru frecvențele înalte (radio) sunt folosite condensatoare (ceramice etc) de valori foarte mici. Condensator ceramic: pe fețele unui disc ceramic se metalizează cele două armături, de care se lipesc două fire (pentru valori mai mari sunt multistrat). Ca să se obțină capacități mai mari, sunt făcute din două benzi de staniol izolate cu hârtie impregnată cu ulei și înfășurate (făcute sul), ca să nu ocupe mult loc. Există și alți dielectrici, de exemplu o bandă de poliester este metalizată pe ambele fețe, se mai pune o bandă izolatoare și se face sul. Pentru valori și mai mari sunt folosite condensatoarele electrolitice (valori mari în volume mici).
Unitatea de măsură a capacității este Faradul, notat F. Este prea mare, de aceea se folosesc submultipli: picofarad, notat pF (împărțit la o mie de miliarde, adică 10 la puterea 12); nanofarad nF  (împărțit la un miliard, adică 10 la puterea 9), microfarad μF (împărțit la un milion, adică 10 la puterea 6), milifarad (împărțit la o mie, adică 10 la puterea 3).
Se folosesc, după capacitatea lor:
- pF la frecvențe radio (nF)
- sute de nF și câțiva uF audio, la impedanțe mari (de exemplu intrări audio)
- sute și mii de μF audio, la impedanțe mici (ieșiri audio) și filtrarea alimentării.
În curent continuu înmagazinează energie electrică (se încarcă, mai ales valorile mari).
Lasă să treacă prin ele curentul alternativ (radio, audio), dar oprește curentul continuu. Cu cât au capacitatea mai mare, cu atât trece mai mult; de asemenea, cu cât frecvența este mai mare.
Vedeți aici (în engleză) despre tipuri și marcarea lor (folosind codul culorilor) și aici (tot în engleză) despre clasificarea lor.
Simbolizare în scheme:

   

Elemente de circuit. Rezistența

Rezistența este elementul de circuit care se opune (parțial) circulației curentului electric (micșorează curentul). Această opunere este direct proporțională cu valoarea rezistenței: cu cât este mai mare, cu atât se opune mai mult și invers.
Se măsoară în Ohmi, notați Ω. Multipli: kiloohm KΩ, megaohm MΩ.
Pe desen (în schemele electronice) se simbolizează cu un dreptunghi cu cele două fire.
De obicei este marcată cu dungi de culoare. Citim rezistența folosind codul culorilor.
Nu se fac de orice valoare. Se încadrează în anumite grupe de toleranțe. Căutați valoarea cea mai apropiată de cea calculată (de care aveți nevoie).
Despre codul culorilor (cu mai multe benzi) vedeți aici și aici. Am pus și eu în această postare.

desen

 
simbolul pentru rezistență folosit în SUA și Japonia

Legile lui Kirchhoff (pentru circuite electrice)

Sunt folosite în circuite electrice.
Prima lege a lui Kirchhoff, în nodul de rețea: Suma intensității curenților care intră în nod este egală cu suma curenților care ies din nod.

Putem asemăna circulația curentului cu curgerea apei prin țevi (furtune). Într-un nod unde se întâlnesc mai multe furtune, câtă apă intră, atâta iese. Dacă intră 6 litri, ies 6 litri.

A doua lege a lui Kirchhoff, în ochiul de rețea: Suma tensiunilor surselor este egală cu suma căderilor de tensiune pe elementele de circuit. Ce tensiune produc sursele (sursa), aceeași tensiune o voi găsi (în total) pe elemente. Dacă sursa are 12 V, pe elementele de circuit voi găsi în total 12 V.

Legea lui Ohm

Legea lui Ohm: Într-un circuit electric, intensitatea curentului este direct proporțională cu tensiunea și invers proporțională cu rezistența.
Putem folosi triunghiul lui Ohm: IUR


Putem calcula o mărime, dacă le cunoaștem pe celelalte două. Avem variantele:

 Pe un element de circuit, tensiunea (căderea de tensiune) este egală cu intensitatea curentului înmulțită cu rezistența. De exemplu dacă I = 2 A și R = 3 Ω, U = 2 A x 3 Ω = 6 V


Dacă U = 12 V și R = 6 Ω, I = 12 V : 6 Ω = 2 A


Ce rezistență trebuie să pun ca să am curent 3 A, dacă sursa are 12 V?  R = 12 V : 3 A = 4 Ω.

Dacă fac calculele în V și mA, rezultatul iese în KΩ (așa se calculează mai repede în electronică, unde se folosesc curenți mici).