करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स को एक सर्किट में रखा जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रवाहित होने वाली करंट की मात्रा उस सर्किट से अधिक न हो जो सर्किट सुरक्षित रूप से संभाल सकता है। जब एक रोकनेवाला के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, तो ओम के नियम के अनुसार, रोकनेवाला के पार एक समान वोल्टेज ड्रॉप होता है (ओम का नियम बताता है कि वोल्टेज ड्रॉप करंट और प्रतिरोध का उत्पाद है: V=IR)। इस प्रतिरोधी की उपस्थिति वोल्टेज की मात्रा को कम कर देती है जो प्रतिरोधी के साथ श्रृंखला में अन्य घटकों में दिखाई दे सकती है (जब घटक "श्रृंखला में" होते हैं, तो प्रवाह के प्रवाह के लिए केवल एक ही पथ होता है, और परिणामस्वरूप वर्तमान प्रवाह की समान मात्रा होती है उनके माध्यम से; यह आगे दाईं ओर दिए गए बॉक्स में लिंक के माध्यम से उपलब्ध जानकारी में समझाया गया है)।

यहां हम एक एलईडी के साथ श्रृंखला में रखे गए वर्तमान-सीमित अवरोधक के प्रतिरोध को निर्धारित करने में रुचि रखते हैं। रोकनेवाला और एलईडी, बदले में, 3.3V वोल्टेज आपूर्ति से जुड़े होते हैं। यह वास्तव में एक जटिल सर्किट है क्योंकि एलईडी एक गैर-रेखीय उपकरण है: एक एलईडी के माध्यम से करंट और एलईडी के पार वोल्टेज के बीच का संबंध एक साधारण सूत्र का पालन नहीं करता है। इस प्रकार, हम विभिन्न सरलीकृत धारणाएँ और सन्निकटन करेंगे।

सिद्धांत रूप में, एक आदर्श वोल्टेज आपूर्ति किसी भी वोल्टेज की आपूर्ति करने के लिए अपने टर्मिनलों को बनाए रखने की कोशिश करने के लिए आवश्यक किसी भी मात्रा में आपूर्ति करेगी। (व्यवहार में, हालांकि, एक वोल्टेज आपूर्ति केवल एक सीमित मात्रा में करंट की आपूर्ति कर सकती है।) एक प्रबुद्ध एलईडी में आमतौर पर लगभग 1.8V से 2.4V की वोल्टेज ड्रॉप होगी। चीजों को ठोस बनाने के लिए, हम 2V की वोल्टेज ड्रॉप मानेंगे। एलईडी में वोल्टेज की इस मात्रा को बनाए रखने के लिए आम तौर पर लगभग 15 एमए से 20 एमए वर्तमान की आवश्यकता होती है। एक बार फिर संक्षिप्तता के लिए, हम 15 mA की धारा मानेंगे। यदि हम एलईडी को सीधे वोल्टेज आपूर्ति से जोड़ते हैं, तो वोल्टेज आपूर्ति इस एलईडी में 3.3V का वोल्टेज स्थापित करने का प्रयास करेगी। हालाँकि, एल ई डी में आमतौर पर लगभग 3V का अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज होता है। एलईडी के पार इससे अधिक वोल्टेज स्थापित करने का प्रयास करने से एलईडी के नष्ट होने और करंट का एक बड़ा हिस्सा खींचने की संभावना है। इस प्रकार, वोल्टेज आपूर्ति क्या उत्पादन करना चाहती है और एलईडी क्या संभाल सकती है, के बीच यह बेमेल एलईडी या वोल्टेज आपूर्ति या दोनों को नुकसान पहुंचा सकता है! इस प्रकार हम एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के लिए एक प्रतिरोध निर्धारित करना चाहते हैं जो हमें एलईडी में लगभग 2V का उपयुक्त वोल्टेज देगा और यह सुनिश्चित करेगा कि एलईडी के माध्यम से करंट लगभग 15 mA हो।

चीजों को सुलझाने के लिए, यह हमारे सर्किट को एक योजनाबद्ध आरेख के साथ मॉडल करने में मदद करता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1. एक सर्किट का योजनाबद्ध आरेख।

चित्र 1 में आप 3.3V वोल्टेज स्रोत को ChipKIT™ बोर्ड के रूप में सोच सकते हैं। फिर से, हम आम तौर पर मानते हैं कि एक आदर्श वोल्टेज स्रोत सर्किट के लिए आवश्यक किसी भी मात्रा में करंट की आपूर्ति करेगा, लेकिन चिपकिट ™ बोर्ड केवल एक सीमित मात्रा में करंट का उत्पादन कर सकता है। (यूनो 32 संदर्भ मैनुअल कहता है कि एक व्यक्तिगत डिजिटल पिन उत्पादन की अधिकतम मात्रा 18 एमए, यानी 0.0018 ए है।) यह सुनिश्चित करने के लिए कि एलईडी में 2 वी वोल्टेज ड्रॉप है, हमें प्रतिरोधी में उपयुक्त वोल्टेज निर्धारित करने की आवश्यकता है, जिसे हम वीआर को कॉल करूंगा। ऐसा करने का एक तरीका प्रत्येक तार के वोल्टेज को निर्धारित करना है। घटकों के बीच के तारों को कभी-कभी नोड्स कहा जाता है। एक बात का ध्यान रखें कि एक तार की पूरी लंबाई में एक ही वोल्टेज होता है। तारों के वोल्टेज का निर्धारण करके, हम एक तार से दूसरे तार में वोल्टेज में अंतर ले सकते हैं और एक घटक या घटकों के समूह में वोल्टेज ड्रॉप का पता लगा सकते हैं।

वोल्टेज आपूर्ति के नकारात्मक पक्ष को 0V की क्षमता पर मानकर शुरू करना सुविधाजनक है। यह, बदले में, इसके संबंधित नोड (यानी, वोल्टेज आपूर्ति के नकारात्मक पक्ष से जुड़ा तार) 0V बनाता है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 2. जब हम एक सर्किट का विश्लेषण करते हैं, तो हम 0V के सिग्नल ग्राउंड वोल्टेज को असाइन करने के लिए स्वतंत्र होते हैं। सर्किट में एक बिंदु तक। अन्य सभी वोल्टेज तब उस संदर्भ बिंदु के सापेक्ष होते हैं। (क्योंकि वोल्टेज एक सापेक्ष माप है, दो बिंदुओं के बीच, यह आमतौर पर कोई फर्क नहीं पड़ता कि सर्किट में हम किस बिंदु को 0V का मान देते हैं। हमारे विश्लेषण से हमेशा समान धाराएं और समान वोल्टेज घटकों में गिरता है। फिर भी, यह वोल्टेज आपूर्ति के नकारात्मक टर्मिनल को 0V का मान निर्दिष्ट करना आम बात है। यह देखते हुए कि वोल्टेज आपूर्ति का नकारात्मक टर्मिनल 0V पर है, और यह देखते हुए कि हम 3.3V आपूर्ति पर विचार कर रहे हैं, सकारात्मक टर्मिनल वोल्टेज पर होना चाहिए। 3.3V का (जैसा कि इससे जुड़ा तार/नोड है)। यह देखते हुए कि हम एलईडी में 2V की वोल्टेज ड्रॉप चाहते हैं और यह देखते हुए कि एलईडी का निचला भाग 0V पर है, एलईडी का शीर्ष 2V पर होना चाहिए (जैसा कि इससे जुड़ा कोई भी तार है)।

चित्रा 2. योजनाबद्ध नोड वोल्टेज दिखा रहा है।

अंजीर में दिखाए गए नोड वोल्टेज के साथ, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, अब हम रोकनेवाला में वोल्टेज ड्रॉप निर्धारित कर सकते हैं जैसा कि हम एक पल में करेंगे। सबसे पहले, हम यह बताना चाहते हैं कि व्यवहार में अक्सर एक घटक से जुड़े वोल्टेज ड्रॉप को सीधे एक घटक के बगल में लिखा जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, हम वोल्टेज स्रोत के आगे 3.3V लिखते हैं, यह जानते हुए कि यह 3.3V स्रोत है। एलईडी के लिए, चूंकि हम 2V वोल्टेज ड्रॉप मान रहे हैं, हम बस इसे एलईडी के बगल में लिख सकते हैं (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है)। सामान्य तौर पर, किसी तत्व के एक तरफ मौजूद वोल्टेज को देखते हुए और उस तत्व में वोल्टेज ड्रॉप को देखते हुए, हम हमेशा तत्व के दूसरी तरफ वोल्टेज निर्धारित कर सकते हैं। इसके विपरीत, यदि हम किसी तत्व के दोनों ओर वोल्टेज जानते हैं, तो हम उस तत्व में वोल्टेज ड्रॉप को जानते हैं (या हम वोल्टेज के अंतर को किसी भी तरफ ले जाकर इसकी गणना कर सकते हैं)।

क्योंकि हम रोकनेवाला (वायर 1 और वायर 3) के दोनों ओर तारों की क्षमता जानते हैं, हम इसके पार वोल्टेज ड्रॉप के लिए हल कर सकते हैं, वीआर:

वीआर = (वायर 1 वोल्टेज) - (वायर 3 वोल्टेज)।

ज्ञात मूल्यों में प्लगिंग, हम प्राप्त करते हैं:

VR=3.3V-2.0V=1.3V।

रोकनेवाला में वोल्टेज ड्रॉप की गणना करने के बाद, हम ओम के नियम का उपयोग प्रतिरोध के प्रतिरोध को वोल्टेज से संबंधित करने के लिए कर सकते हैं। ओम का नियम हमें 1.3V=IR बताता है। इस समीकरण में, दो अज्ञात प्रतीत होते हैं, वर्तमान I और प्रतिरोध R। सबसे पहले ऐसा लग सकता है कि हम I और R को कोई भी मान बना सकते हैं बशर्ते उनका उत्पाद 1.3V हो। हालाँकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक विशिष्ट एलईडी को लगभग 15 mA की धारा (या "ड्रा") की आवश्यकता हो सकती है, जब इसमें 2V का वोल्टेज होता है। इसलिए, मान लें कि I 15 mA है और R के लिए हल करने पर, हम प्राप्त करते हैं

आर = वी / आई = 1.3 वी / 0.015 ए = 86.67Ω।

व्यवहार में, ठीक 86.67 के प्रतिरोध के साथ एक रोकनेवाला प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है। कोई, शायद एक चर अवरोधक का उपयोग कर सकता है और इस मान के प्रतिरोध को समायोजित कर सकता है, लेकिन यह कुछ हद तक महंगा समाधान होगा। इसके बजाय, यह अक्सर एक प्रतिरोध के लिए पर्याप्त होता है जो लगभग सही होता है। आपको पता होना चाहिए कि एक से दो सौ ओम के क्रम पर एक प्रतिरोध यथोचित रूप से अच्छी तरह से काम करता है (जिसका अर्थ है कि हम सुनिश्चित करते हैं कि एलईडी बहुत अधिक धारा नहीं खींच रही है और फिर भी वर्तमान-सीमित अवरोधक इतना बड़ा नहीं है कि यह एलईडी को रोकता है रौशनी से)। इन परियोजनाओं में हम आम तौर पर 220 के वर्तमान-सीमित प्रतिरोधी का उपयोग करेंगे।

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