एलईडी में अधिकतम करंट क्यों होता है?

Question

तो मैं समझता हूं कि एलईडी का अधिकतम प्रवाह (उदाहरण के लिए 20mA) है, लेकिन वैज्ञानिक रूप से यह क्यों है?

पानी की उपमा का उपयोग करने से ऐसा लगता है कि एक उच्च वोल्टेज वह चीज होगी जो कुछ गड़बड़ कर देगी (मैं इसे एक पाइप या कुछ और बहने वाले "दबाव" की एक बड़ी मात्रा की तरह सोचना चाहता हूं)। इलेक्ट्रॉन प्रवाह की दर किसी चीज को क्यों नुकसान पहुंचाएगी?

Comments

@ इग्नासियोवेज़क्वेज़-अब्राम्स क्या है? वोल्टेज दबाव के रूप में शारीरिक रूप से हर बिट है। यह वास्तव में एक बहुत अच्छा सादृश्य है क्योंकि वे प्रत्येक भौतिक क्षमता (ऊर्जा प्रति इकाई सामान) हैं: दबाव को प्रति घन मीटर जूल में मापा जा सकता है, और जूल प्रति जूल में वोल्टेज।

— फिल फ्रॉस्ट

यह न्यूनतम वर्तमान है जिस पर जादू के धुएं में बचने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है।

— AE

पाइप सादृश्य के साथ चिपके हुए - कैसे जलप्रवाह की दर के बारे में पाइप पर झुकाव का कारण बनता है, पक्षों को नीचे पहनना और आखिरकार एक विद्युत फ्यूज की तरह?

— ओजफॉर्ड

" एलईडी में अधिकतम करंट क्यों होता है ?" उन्हें असाधारण लगता है। बहुत ज्यादा सब कुछ एक अधिकतम वर्तमान है। (हालांकि आइसोलेटर्स को अधिक आसानी से अधिकतम वोल्टेज होने के रूप में वर्णित किया जाता है)

— MSalters

हर चीज में एक अधिकतम करंट, वोल्टेज (... और पॉवर, dV / dt इत्यादि) होता है, लेकिन कुछ डिवाइस (या उसके तत्व) "वोल्टेज डिवाइसेस" (जैसे माइक्रोकंट्रोलर, कैपेसिटर, MOSFET गेट्स) और अन्य "करंट डिवाइसेस" होते हैं। (जैसे डायोड, एलईडी, BJTs, MOSFET ड्रेन-सोर्स)। यह डिवाइस-प्रासंगिक शब्दों में अधिकतम रूप से काउच करने के लिए अधिक जानकारीपूर्ण है, बजाय "उन्हें" किसी और चीज़ में परिवर्तित करने के (जैसे I (अधिकतम)? :P)।

— निक टी

Answer 1

एक सादृश्य के साथ आना मुश्किल है क्योंकि विद्युत प्रणालियों के लिए सामान्य उपमा द्रव प्रणालियां हैं। द्रव प्रणालियों के बारे में एक महान बात यह है कि काम करने वाली तरल पदार्थ ठंडा करने वाली चीजों में भी अच्छा है, और अधिकांश लोगों के तरल पदार्थ प्रणालियों के साथ व्यावहारिक अनुभव में प्रवाह की दरें शामिल हैं जहां हीटिंग बहुत महत्वपूर्ण नहीं है।

तो आइए एक अलग सादृश्य की कोशिश करें: अपनी उंगलियों के प्रतिरोध के माध्यम से खींची जाने वाली एक स्ट्रिंग। आपकी उंगलियां एलईडी हैं, और एलईडी की वोल्टेज ड्रॉप आपकी उंगलियों के दोनों तरफ स्ट्रिंग के तनाव में अंतर के अनुरूप है। वर्तमान उस दर के अनुरूप है जिस पर स्ट्रिंग खींची जा रही है।

यदि स्ट्रिंग बहुत तेजी से खींची गई है तो क्या आपकी उंगलियां क्षतिग्रस्त हो जाएंगी? हां: हम इसे "रोप बर्न" कहते हैं। यह तब भी होगा जब आप अपनी गति की परवाह किए बिना रस्सी पर तनाव में निरंतर अंतर बनाए रखने के लिए अपनी उंगलियों के प्रतिरोध को समायोजित करते हैं (एलईडी के लगभग निरंतर वोल्टेज ड्रॉप के अनुरूप)।

कारण यह है कि काम की दर, और इस प्रकार, उत्पन्न गर्मी, आपकी उंगलियों को रस्सी पर लागू होने वाली बल का उत्पाद है और जिस दर पर रस्सी आपकी उंगलियों के माध्यम से आगे बढ़ रही है। आप बहुत मुश्किल से निचोड़ कर या बहुत तेजी से स्ट्रिंग को हिलाकर रस्सी जला सकते हैं।

"कार्य की दर" या "ऊर्जा की दर" को शक्ति कहा जाता है । यांत्रिक प्रणालियों के लिए, इसे परिभाषित करने का एक तरीका बल ( ) और वेग ( ) का उत्पाद है:$F$$v$

$$P = Fv$$

चूंकि शक्ति ऊर्जा की एक दर है, यह प्रति समय ऊर्जा की इकाइयों में होनी चाहिए। SI इकाइयों में, प्रति सेकंड जूल होता है, जिसे वाट के रूप में भी जाना जाता है । इसलिए, हालांकि, रस्सी तेजी से आगे बढ़ रही है, और हालांकि आपकी उंगलियां उस पर लागू होने के लिए बहुत मजबूर हैं, आप प्रति सेकंड कुछ संख्या में जूल की दर से काम कर रहे हैं । यह ऊर्जा गायब नहीं हो सकती: यह रस्सी और आपकी उंगलियों में गर्मी बन जाती है। एक बार जब आप अपने शरीर की गर्मी को अपनी उंगलियों से दूर स्थानांतरित करने की क्षमता से अधिक हो जाते हैं तो आपकी त्वचा बहुत गर्म हो जाती है और आप जल जाते हैं।

विद्युत प्रणालियों के लिए समानता यह है कि बिजली वोल्टेज और करंट का उत्पाद है:

$$P = VI$$

$V$ एक एलईडी के लिए लगभग स्थिर है, लेकिन अगर आप पर्याप्त बढ़ाते हैं, तो आप तेजी से गर्मी उत्पन्न करते हैं, क्योंकि यह परिवेश के वातावरण को विकीर्ण कर सकता है। एलईडी बहुत गर्म हो जाती है और क्षतिग्रस्त हो जाती है।$I$

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तो एक एलईडी क्षतिग्रस्त हो सकती है अगर इसमें एक उच्च वोल्टेज था, लेकिन कम वर्तमान?

एलईडी का वोल्टेज कुछ वोल्ट तक तय होता है। यदि आप उस पार वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो वर्तमान में वह सारी शक्ति अवशोषित हो जाएगी जो आपकी बिजली की आपूर्ति को उसमें खिलाने में सक्षम है - जब तक कि यह जलता नहीं है और एक इन्सुलेटर बन जाता है।

— 20

@Mercfh फ़ंक्शन जो प्रतिरोधों के लिए वर्तमान और वोल्टेज से संबंधित है, ओम का नियम है , और डायोड के लिए कई मॉडल हैं , जो इस बात पर निर्भर करता है कि आपको कितना सटीक होना चाहिए।

— फिल फ्रॉस्ट

यदि आप पानी की उपमा से चिपकना चाहते हैं तो पानी का पहिया या टरबाइन एक अच्छा मॉडल है। पानी को बहुत तेजी से खिसकाएं और आप बियरिंग को नुकसान

— पहुंचाएंगे

+1। मैंने पहले कभी स्ट्रिंग / तनाव सादृश्य के बारे में नहीं सुना है, और यह काफी पसंद है!

— शामतम् ५'१५

Answer 2

एलईडी के पार युगल वोल्ट का एक आगे वोल्टेज ड्रॉप है। यह वोल्ट डिवाइस में विद्युत विच्छेदित विद्युत प्रवाह का समय है। यह प्रकाश बनाता है, लेकिन गर्मी भी। यह गर्मी है जो एलईडी को मारती है।

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यदि आप सिर द्वारा धारण करते समय एक वोल्टेज स्रोत में एक मानक एलईडी को गिरा देते हैं, तो यह कभी-कभी पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करने से पहले पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करता है। एक उच्च शक्ति एलईडी के साथ ऐसा मत करो!

— वॉरेन यंग

Answer 3

टीएल; डीआर: बहने वाली धारा गर्मी पैदा करती है, और एलईडी के लिए, गर्मी भाग को मार देती है।

जब भी किसी चालक के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है , जूल ताप होता है। यह आंशिक रूप से इस कारण से है कि वास्तव में गर्मी क्या होती है, कण जो वस्तु को चारों ओर घुमाते हैं, और इसके माध्यम से खींचे गए इलेक्ट्रॉनों की गारंटी होती है कि कुछ इलेक्ट्रॉन किसी चीज में टकराएंगे और इसकी ऊर्जा को उस कण में स्थानांतरित कर दिया जाएगा, इसे गर्म कर दिया जाएगा।

जब एलईडी अतिभारित होता है तो अत्यधिक हीटिंग के कारण नाजुक बंधन के साथ-साथ मृत्यु भी बदल जाएगी। उन परिवर्तनों में से कोई भी रचनात्मक नहीं है और अंत में गर्मी भाग को नष्ट कर देता है। एल ई डी के लिए वे बाहर जलते हैं और शायद अलग हो जाते हैं, कुछ अन्य भागों के लिए वे आग की लपटों में फट सकते हैं।

Answer 4

यह देखने का एक और तरीका है कि कुछ अन्य लोगों ने क्या कहा है:

करंट का प्रकाश में रूपांतरण 100% कुशल नहीं है, इसलिए ऊर्जा के शेष भाग को प्रकाश में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है।

प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक घटक में केल्विन / वाट में मापा जाने वाला एक "थर्मल प्रतिरोध" कहा जाता है, जो कहता है कि ऊपर दिए गए "अपशिष्ट ऊर्जा" कितनी आसानी से पीसीबी (आमतौर पर एक एलईडी के लिए कैथोड) से गर्मी के रूप में निकल जाते हैं। यह डेटशीट में निर्दिष्ट है।

इसके अलावा, प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक घटक में एक अधिकतम जंक्शन तापमान होता है, Tj जिस पर वह डेटाशीट के बाकी निर्दिष्ट मापदंडों के अनुसार काम कर सकता है।

इस जानकारी के साथ, एक निरंतर तापीय प्रतिरोध, Rth, एक निश्चित अधिकतम बिजली रेटिंग LED, Pdiss_max, और एक निरंतर बढ़ता हुआ शक्ति स्रोत जो LED को चला रहा है, को देखते हुए, क्या होगा आप अपने अधिकतम रेटिंग और संभावित डे-सोल्डर के ऊपर जंक्शन तापमान को चलाएंगे। चिप के अंदर से तार के बंधन, इसे निष्क्रिय कर देते हैं।

अच्छा प्रश्न!

Answer 5

केवल एक निश्चित राशि है कि सामग्री का आकार संभाल सकता है। उदाहरण के लिए फिलामेंट लें। चमकने के लिए सिर्फ सही आकार लेकिन जला नहीं। यह बिजली से अभिभूत हो रहा है, केवल इतना है कि इसे जलने से पहले ही संभाल सकता है। एलईडी के साथ भी। सामग्री की मात्रा और प्रकार पर निर्भर करता है।

Comments

हालांकि यह सच है जहां तक ​​यह जाता है, मुझे नहीं लगता कि आकार के संदर्भ में यह सोचने में मददगार है। एक मानक 3 मिमी एलईडी पर लीड में संभवतः 20-30 एम्प का फ्यूजिंग करंट होता है। एक उच्च शक्ति वाला एलईडी एक मानक एक की तुलना में बहुत बड़ा नहीं है; मुख्य रूप से, इसमें बेहतर हीट सिंक होता है। आकार वर्तमान नियंत्रण क्षमता के साथ केवल सहसंबद्ध है।

— वॉरेन यंग

एक गरमागरम फिलामेंट के लिए एक एलईडी जलने की तुलना में तात्पर्य है कि वे ऑपरेशन के एक सामान्य सिद्धांत को साझा कर सकते हैं, जब वास्तव में, वे इसके विपरीत होते हैं जितना संभव हो। एक निश्चित तापमान पर, डायोड गैर-रैखिक होते हैं, जबकि एक रेशा (किसी भी परजीवी प्रभाव की अनदेखी) विशुद्ध रूप से रैखिक होता है। इसके अलावा, एक फिलामेंट में एक नकारात्मक थर्मल गुणांक होता है, और यह ऋणात्मक प्रतिक्रिया वोल्टेज की एक सीमा पर स्थिर संचालन की अनुमति देती है। इसके विपरीत, अर्धचालकों में आमतौर पर एक सकारात्मक तापीय गुणांक होता है, और अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करने पर थर्मल भगोड़ा प्रदर्शित होता है।

— bcrist

Answer 6

सभी अच्छे जवाब। मैं बस यह जोड़ना चाहता था कि अगर एलईडी में कोई गैर-विकिरण संबंधी पुनर्संयोजन नहीं होता है, तो बहुत कम गर्मी होगी और इससे पहले कि यह गरम हो जाए, एक और अधिक करंट लगा सके ... (सोचिए नई उच्च दक्षता एलईडी का)

Answer 7

वास्तव में मैं पानी सादृश्य बहुत प्रभावी पाया। एक पाइप टूट जाएगा अगर पानी की एक बड़ी मात्रा में इसमें पारगमन होगा। अधिक विशेष रूप से, यह नीचे बह जाएगा क्योंकि एक द्रव बहने से किसी भी अन्य सामग्री की तरह थोड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है