W układzie z diodą sygnalizacyjną LED rezystor połączony szeregowo pełni kluczową rolę: ogranicza prąd płynący przez diodę do wartości bezpiecznej i wymaganej (znamionowej). Sama dioda nie "ustawia" prądu w sposób stabilny – przy wzroście napięcia prąd może rosnąć bardzo szybko, co grozi uszkodzeniem.
W danych zadania znamy:
- napięcie zasilania: 24 V DC,
- napięcie znamionowe (spadek) na diodzie: U1 = 2 V,
- prąd znamionowy diody: I = 0,1 A.
Ponieważ elementy są połączone szeregowo, przez diodę i rezystor płynie ten sam prąd (0,1 A). Najpierw wyznaczamy, jakie napięcie ma się odłożyć na rezystorze:
UR = Uzas − Udiody = 24 V − 2 V = 22 V
Następnie stosujemy prawo Ohma dla rezystora:
R = UR / I = 22 V / 0,1 A = 220 Ω
Dlatego poprawna jest odpowiedź "220 Ω".
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "24 Ω" oznaczałoby zbyt małą rezystancję, a więc zbyt duży prąd: I ≈ 22 V / 24 Ω ≈ 0,92 A. To wielokrotnie przekracza 0,1 A i typowo doprowadzi do przegrzania oraz uszkodzenia LED.
- "22 Ω" daje jeszcze większy prąd: I ≈ 22 V / 22 Ω = 1 A. To tym bardziej nie spełnia warunku prądu znamionowego.
- "2200 Ω" jest z kolei zbyt duże: I ≈ 22 V / 2200 Ω = 0,01 A. Dioda świeciłaby znacznie słabiej (prąd 10 mA zamiast 100 mA), a układ nie spełniałby założeń zadania.
W praktyce warto też pamiętać o doborze mocy rezystora (P = UR·I), jednak w tym pytaniu sprawdzana jest wyłącznie poprawna wartość rezystancji.
