Aynı LED'i üç farklı dirençle çalıştırırsak ne değişir? Bu deneyde yalnızca direnci değiştireceğiz. Pil, LED ve bağlantı aynı kalacak. Böylece gördüğümüz farkı hangi değişikliğin oluşturduğunu daha iyi anlayabileceğiz.
Deney setimiz
Önce ilk LED devresini kurun. Nominal 4,5 V veren 3×AA alkalin pil kutusu, küçük kırmızı gösterge LED'i, breadboard ve 0,25 W sınıfında 330 Ω, 470 Ω ve 1 kΩ direnç hazırlayın. LED'in yaklaşık 3–9 mA mertebesindeki deney akımlarına uygun olduğundan kendi parça belgesinden emin olun.
İlk kurulumu 1 kΩ ile başlatacağız. Diğer koşulları sabit tutmak için aynı LED'i kullanın, pilleri deneme ortasında değiştirmeyin ve ortam ışığını mümkün olduğunca koruyun. Bu bir gözlem deneyidir; fiziksel ölçüm sonuçları önceden elde edilmiş değildir.
Önce tahminimizi yazalım
İleri LED gerilimini yaklaşık 2,0 V varsayarsak direnç üzerinde 2,5 V kalır. Akımı I = (Vpil − VLED) / R ile hesaplarız. Direnç değeri büyüdüğünde akımın azalmasını, aynı LED'de bunun genellikle daha düşük ışık çıktısı oluşturmasını bekleriz.
| Direnç | Yaklaşık akım | Yaklaşık direnç gücü |
|---|---|---|
| 1 kΩ | 2,5 mA | 0,0063 W |
| 470 Ω | 5,3 mA | 0,0133 W |
| 330 Ω | 7,6 mA | 0,0189 W |
Bunlar 4,5 V ve 2,0 V kabulüyle yapılan hesaplardır. Yeni alkalin piller daha yüksek gerilim verebilir; örneğin 4,8 V toplam kaynakta 330 Ω için aynı LED varsayımıyla yaklaşık 8,5 mA çıkar. Mutlak maksimum akımı deney hedefi olarak kullanmayın.
Deneyi sırayla yapalım
- Pil kutusunu ayırın. Seri direnci 1 kΩ olarak yerleştirin; LED'in yönünü ve bağlantı gruplarını kontrol edin.
- Enerji verip ışığı gözlemleyin. LED'e yakından doğrudan bakmayın; aynı mesafeden değerlendirin.
- Multimetre varsa pil gerilimini ve direnç uçlarındaki DC gerilimi kaydedin. Akım soketine geçmeyin.
- Beslemeyi ayırın. 1 kΩ'u çıkarıp 470 Ω takın. Aynı işlemleri tekrarlayın.
- Son olarak enerjisizken 330 Ω'a geçin ve sonucu kaydedin.
Her adımda tek direnç kullanın. Direnci söküp yerine bir kablo takmak bu deneyin dördüncü seviyesi değildir; seri akım sınırlamasını ortadan kaldırır.
Gözlem tablomuzu dolduralım
| Direnç | Ölçülen pil gerilimi | Ölçülen direnç gerilimi | VR / R ile tahmini akım | Gözlem |
|---|---|---|---|---|
| 1 kΩ | … V | … V | … mA | … |
| 470 Ω | … V | … V | … mA | … |
| 330 Ω | … V | … V | … mA | … |
Neden parlaklık iki kat gibi görünmeyebilir?
Gözümüz ışığı doğrusal bir cetvel gibi algılamaz. LED'in ışık çıktısı da akım ve sıcaklığa bağlıdır. Akım iki katına çıktı diye gözünüzün tam iki kat parlaklık görmesini beklemeyin. Telefonla fotoğraf çekiyorsanız otomatik pozlama farkı gizleyebilir; fotoğrafı tek başına akım ölçümü yerine kullanmayın.
Direnci değiştirirken LED'in yerini de değiştirdiyseniz bakış açısı sonucu etkileyebilir. Bu yüzden aynı parçayı aynı konumda tutuyoruz. Beklenen akım değişmiyorsa yanlış değeri takmış olabilir veya direnci aynı ortak gruba yerleştirmiş olabilirsiniz.
Deneyin sonunda ne öğrendik?
Direnç LED'e bir etiket gerilimi “vermek” yerine akımı sınırlar. Besleme ve LED aynıyken daha büyük seri direnç akımı azaltır. Bu ilişkiyi hem gözlem hem ölçümle değerlendirebilirsiniz. Sonraki uygulamada iki LED için neden iki ayrı direnç kullandığımızı göreceğiz.