Uno de los cálculos más habituales es el de la resistencia de protección para poder colocar un diodo LED en un circuito cualquiera sin que este resulte dañado.

Un diodo LED es un diodo emisor de luz, es decir, que puede hacer la función de una lamparita siempre que se conecte correctamente y se le aplique la tensión adecuada para su funcionamiento.

Existen diversos tipos de LED, con distintas formas, tamaños, colores e intensidad de la luz y no todos requieren la misma tensión y corriente ... así que será necesario tener esto en cuenta antes de intentar ponerlos en funcionamiento.

Lo típico, en cuanto a tensiones, es: LED color Verde, Amarillo (o Ámbar) y Rojo, aprox. 2V ... LED Azul y Blanco, 3V.


Pongamos como ejemplo el siguiente circuito:

Entre dos puntos + y - de un circuito cualquiera disponemos de una tensión continua de un valor conocido (si no lo conocemos deberemos medirlo) los cuales deseamos utilizar para conectar entre ellos un diodo LED.

Si la tensión entre los dos puntos es superior a la tensión de trabajo del LED deberemos reducir esta por medio de una resistencia limitadora (R1) para evitar que el diodo se destruya. Esta resistencia deberá provocar una caída de la tensión que excede a la del LED ... es decir, la resistencia deberá absorber los voltios que sobran para alimentar al LED.

P.ej.: si un LED trabaja con 1,5 V y tenemos 9 V entre los dos puntos de conexión, la resistencia deberá absorber la diferencia: V del circuito menos V del LED ... en este caso: 9 V – 1,5 V = 7,5 V.

Para cálculos de más precisión deberemos conocer el voltaje (V) real de trabajo del LED que estamos utilizando, así como la corriente (I) que consume dicho LED al iluminarse ... pero, como no siempre tenemos esos datos a mano, vamos a ver como utilizar “datos universales” que nos permitan hacer cálculos aceptables sin poner en peligro ni el LED ni el circuito al cual lo conectemos.

Podemos considerar que, en general, un LED trabaja con una tensión de 2 V y consume una corriente de 0,02 A. (También podríamos considerar como válidas una tensión de 1,5 V y una corriente de 0,015 A).

Bajo esta premisa, vamos a calcular la resistencia limitadora para un LED conectado entre dos puntos en los que existe una tensión de 12 V.

La tensión que debe absorber la resistencia sería: Vcircuito – Vled ... en este caso: 12 V – 2 V = 10 V.
El valor en Ohmios de la resistencia será: R = V/I ... donde la V serán los voltios que debe absorber la resistencia y la I será la corriente que consume el LED ... ... en nuestro caso: R = 10 V/0,02 A ... o sea: 500 Ohms. (valores comerciales próximos: 470 Ohm o 510 Ohm).

Hasta aquí es lo que habitualmente solemos encontrarnos en explicaciones de este tipo pero habitualmente se olvida un detalle de suma importancia: ¿de cuantos vatios (W) debe ser la resistencia calculada?

¿Es importante este detalle?
Pues claro que lo es. Si la resistencia no es de la potencia adecuada, esta puede sobrecalentarse hasta el punto de estropearse y estropear también al LED.
La potencia de una resistencia va directamente en función de su poder de disipación de calor ... a mayor potencia, más temperatura es capaz de soportar.

Su cálculo es sencillo: P = V * I  (V de absorción por I del LED) ... en nuestro ejemplo: 10 V * 0,02 A, o sea: 0,20 W (valor comercial más próximo: 0,25W, que es lo mismo que 1/4W ).

En la práctica, para este ejemplo, necesitaríamos una resistencia de 470 Ohm o 510 Ohm y de 0,25 W.

Dependiendo del tipo real de LED utilizado puede ocurrir que el LED en cuestión, con la resistencia calculada, se ilumine más o menos de lo deseado. Si se ilumina de más, deberemos corregirlo utilizando una resistencia de mayor valor y si se ilumina de menos, deberemos utilizar una resistencia de valor más bajo que el calculado.

Para finalizar, decir que los LED son componentes con polaridad y que debemos conectarlos de forma adecuada para que funcionen correctamente: el Ánodo debe de ir al punto de mayor potencial (+) y el Cátodo al de menor potencial (-).
Si conectamos un LED con las patas invertidas no se daña, simplemente no funciona (no se ilumina).

Te dejo un circuito de ejemplo para que experimentes online con estes conceptos: Simulación online.

Si deseas ampliar tus conocimientos sobre este tema, te recomiendo la lección: LEDs: conexionado serie/paralelo.