Pourquoi une LED a besoin d’une résistance
Une LED présente une chute de tension presque fixe, sa tension directe, au-delà de laquelle le courant monte très vite. Sans rien pour limiter le courant, elle chauffe et grille. Une résistance en série fixe le courant.
La formule
R = (tension d’alimentation − tension directe de la LED) ÷ courant
Une LED rouge de 2,0 V de tension directe à 20 mA sur une alimentation de 5 V demande (5 − 2) ÷ 0,020 = 150 Ω. Une LED blanche de 3,2 V sur 12 V demande (12 − 3,2) ÷ 0,020 = 440 Ω ; prenez la valeur normalisée juste au-dessus, 470 Ω.
Les tensions directes typiques vont d’environ 1,8 à 2,2 V pour les LED rouges, jaunes et orange, et d’environ 2,8 à 3,4 V pour les bleues, les blanches et la plupart des vertes. La fiche technique donne la valeur exacte.
La puissance
La résistance transforme la tension en trop en chaleur : P = I² × R. Pour l’exemple à 150 Ω, 0,02² × 150 = 0,06 W, une résistance courante de 0,25 W suffit donc. Choisissez une puissance au moins double de celle calculée.
Plusieurs LED
En série, additionnez les tensions directes et utilisez une seule résistance, tant que le total reste sous la tension d’alimentation. En parallèle, donnez à chaque LED sa propre résistance, car de petites différences entre LED font que le courant se répartit mal.
L’outil
Le Calculateur de résistance pour LED donne la valeur exacte, la valeur normalisée la plus proche et la puissance. Pour les autres circuits, le Calculateur de la loi d’Ohm et le Calculateur série et parallèle font le reste.
Trois LED en série
Trois LED blanches de 3,2 V chacune sur une alimentation de 12 V, à 20 mA : les LED prennent 9,6 V et laissent 2,4 V à la résistance. R = 2,4 ÷ 0,020 = 120 Ω, et la puissance dissipée vaut 0,02² × 120 = 0,048 W, bien dans les limites d’un composant 0,25 W.
Une quatrième LED demanderait 12,8 V, plus que l’alimentation, et ne s’allumerait pas. Gardez la somme des tensions directes sous environ 80 % de l’alimentation, pour laisser de la marge à la résistance.
Faire fonctionner une LED moins fort
La plupart des LED témoins se voient bien à 5 mA, et les modèles récents dès 1 à 2 mA. À 5 mA sur 5 V avec une LED rouge de 2,0 V : R = 3 ÷ 0,005 = 600 Ω, donc prenez 620 Ω. C’est le quart du courant et de la chaleur de 20 mA, ce qui compte sur un appareil à piles et sur une façade couverte de témoins.
Problèmes fréquents
- La LED est faible ou éteinte sur 3 V. Une LED bleue ou blanche demande à elle seule environ 3 V, il ne reste donc rien pour la résistance avec deux piles AA. Prenez un convertisseur élévateur, ou une LED rouge.
- Des LED en parallèle sans résistances séparées. Celle qui a la plus faible tension directe prend presque tout le courant, chauffe et claque la première. Donnez à chacune sa résistance.
- Alimenter une LED directement depuis une broche. Les broches d’un microcontrôleur acceptent souvent 20 mA au plus, et le total sur toutes les broches est aussi limité. Pour plus de lumière, passez par un transistor.
- La résistance chauffe. Comparez P = I² × R à la puissance admissible de la résistance et choisissez un composant au moins deux fois plus endurant.