Calculadora de resistencia para LED
Dice qué resistencia le va a tu LED según la fuente y el color. Con el valor comercial hacia arriba, la potencia que disipa y su SKU.
Un LED rojo con una fuente de 5 V a 20 mA necesita una resistencia de 150 Ω. Con ella pasan 20 mA y la resistencia disipa 60 mW, así que una de 1/4W va sobrada. Es el SKU GK4-19, y el LED rojo de 5mm es el GA1-5.
Qué resistencia le pongo a mi LED
Caben 2 con esta fuente.
Cada rama lleva SU propia resistencia. Compartir una sola entre varias es el error que quema LEDs.
Ponle esta resistencia
150 Ω×1
La cuenta exacta da 150 Ω y se sube al valor comercial siguiente. Bajar al anterior dejaría pasar más de los 20 mA que pediste.
- Corriente real
- 20 mA
- Disipa
- 60 mW
- Corriente total
- 20 mA
- Pide a la fuente
- 0,1 W
¿Alcanza una de 1/4W?
Así queda tu circuito
Importa la polaridad: el LED solo conduce en un sentido.
Lo que necesitas comprar
| Ítem | Cantidad | Total |
|---|---|---|
| Resistencia 150 Ω GK4-19 | 1 | $100 |
| LED rojo 5mm GA1-5 | 1 | $100 |
| Total | $200 | |
Tensión directa típica por color
Son valores típicos a 20 mA. La tensión directa real sube un poco con la corriente y varía entre unidades del mismo lote, que es justo el motivo por el que cada rama necesita su propia resistencia.
El valor comercial se toma siempre hacia arriba: una resistencia menor deja pasar más corriente de la que el LED aguanta. Cambia la fuente, el color o la cantidad de LEDs y el resultado se actualiza al instante, con las tres configuraciones que existen: uno solo, varios en serie con una sola resistencia, y varias ramas en paralelo, cada una con la suya.
Por qué un LED necesita resistencia
Por qué un LED nunca va solo
Un LED no es una ampolleta chica. Es un diodo, y en un diodo la corriente sube de forma exponencial con la tensión: entre 3,0 y 3,2 V un LED blanco pasa de casi no conducir a llevarse todo lo que la fuente sea capaz de entregar. No hay nada dentro del LED que frene eso.
La resistencia es lo que frena. Se pone en serie y su trabajo es comerse la tensión que sobra, porque la corriente que pasa por ella es la misma que pasa por el LED. Sin resistencia el LED se destruye: a veces en dos segundos con un chispazo, y a veces en dos semanas brillando cada vez menos, que es peor porque uno no entiende qué pasó.
La cuenta, en una línea
Todo sale de la ley de Ohm aplicada a lo que sobra. Si la fuente entrega Vs y el LED se come Vf, a la resistencia le quedan Vs menos Vf volt, y tiene que dejar pasar exactamente la corriente que quieres:
Ejemplo: (5 V menos 2 V) ÷ 0,02 A = 150 Ω
N es la cantidad de LEDs en serie, e I va en ampere, así que 20 mA se escriben 0,02. Ese resultado casi nunca existe como resistencia real, y ahí entra la parte que las calculadoras del rubro hacen mal.
Por qué el valor comercial se elige hacia arriba
Las resistencias se fabrican en valores fijos, la serie E24: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27 y así hasta 91, repetidos en cada década. Cuando la cuenta da un número que no está en la lista hay que moverse a uno que sí, y solo hay una dirección segura.
- Subir significa un poco menos de corriente y un poco menos de brillo. Entre 20 y 18 mA tu ojo no ve la diferencia.
- Bajar significa más corriente que la que pediste, o sea trabajar fuera de la hoja de datos del LED. Eso no se ve al principio: se ve en la vida útil.
El caso que lo deja claro: un LED amarillo con 9 V a 10 mA pide 690 Ω. El vecino más cercano de la serie E24 es 680 Ω, a un 1,4% de distancia, contra 750 Ω que está a un 8,7%. Una calculadora que redondee al más cercano te entrega el 680, que está abajo. La de acá entrega 750 Ω y te dice por qué.
Las tres formas de conectar varios LEDs
Uno solo
Fuente, resistencia y LED en serie. La resistencia puede ir antes o después del LED, da exactamente lo mismo, porque en serie pasa la misma corriente por los dos. Lo que sí importa es la polaridad: el LED conduce en un solo sentido.
Varios en serie, con una sola resistencia
Este es el único caso en que compartir la resistencia es correcto, y es correcto porque no hay nada que repartir: en serie la corriente es obligatoriamente la misma en todos los componentes de la línea. Las tensiones directas se suman, así que la fórmula usa N × Vf.
El límite es la fuente. Con 12 V y LEDs blancos de 3,2 V caben 3 en serie: suman 9,6 V y le dejan 2,4 V a la resistencia, que queda en 120 Ω. Un cuarto LED pediría 12,8 V y el montaje sencillamente no enciende.
Deja siempre al menos 1 V para la resistencia, o cerca del 15% de la fuente. Si le queda menos, la tolerancia normal de la tensión directa, que anda en más menos 0,1 a 0,2 V entre unidades del mismo lote, cambia la corriente al doble o a la mitad. Es el caso clásico del LED blanco de 3,2 V con una fuente de 3,3 V.
Varios en paralelo, cada uno con SU resistencia
Cuando la fuente no alcanza para poner todos los LEDs en serie, se arman varias ramas en paralelo y cada rama lleva su propia resistencia. Cada rama se calcula sola, como si fuera el único LED del circuito, y lo único que se suma es lo que sale de la fuente: con cuatro ramas de 20 mA, la fuente entrega 80 mA.
Por qué no se comparte una resistencia entre varios LEDs
Es el error más común y el más caro. Se ve limpio: una resistencia, tres LEDs colgando de ella, menos piezas. Y funciona el primer día.
El problema es que los LEDs no son idénticos. Dos unidades del mismo lote y del mismo color se llevan tranquilamente 0,1 V de diferencia en su tensión de conducción. Con una resistencia compartida, los tres LEDs quedan sometidos a la misma tensión, y en un diodo la corriente crece exponencialmente con esa tensión: la corriente de cada uno es proporcional a e elevado a Vf dividido por unos 51 mV.
Hagamos el número. Esos 0,1 V de diferencia dan un factor de 7 veces en corriente. O sea que el LED que conduce con menos tensión se lleva casi todo, y los otros dos quedan apagados o apenas encendidos. Y ahí empieza lo malo de verdad: el que se llevó la corriente se calienta, y al calentarse su tensión de conducción baja todavía más, así que se lleva aún más corriente. Es una realimentación positiva que termina de una sola forma.
Con 0,2 V de diferencia, que tampoco es raro entre lotes distintos, el factor pasa de 49. Por eso esta calculadora, cuando le pides varias ramas, siempre te entrega una resistencia por rama. No es una opción de configuración: es la única forma que funciona.
La excepción aparente son las tiras de LED y algunos módulos: ahí también hay una resistencia por rama, solo que viene soldada en la placa y no se ve. Mira una tira de cerca y vas a encontrar el patrón repetido de tres LEDs y una resistencia.
Tensión directa típica por color
La tensión directa no la define la marca sino el material del chip. Los rojos, naranjos y amarillos salen de arseniuro de galio y conducen cerca de 2 V. Los azules, blancos y verdes de alto brillo son de nitruro de galio y necesitan 3,2 V, que es la razón por la que un LED blanco no enciende con dos pilas AA y uno rojo sí.
| Color | Vf típica | Con 5 V | Con 12 V |
|---|---|---|---|
| Rojo | 2 V | 150 Ω | 510 Ω |
| Naranjo | 2 V | 150 Ω | 510 Ω |
| Amarillo | 2,1 V | 150 Ω | 510 Ω |
| Verde estándar | 2,2 V | 150 Ω | 510 Ω |
| Verde alto brillo | 3,2 V | 91 Ω | 470 Ω |
| Azul | 3,2 V | 91 Ω | 470 Ω |
| Blanco | 3,2 V | 91 Ω | 470 Ω |
| Morado UV | 3,4 V | 82 Ω | 430 Ω |
| Infrarrojo | 1,4 V | 180 Ω | 560 Ω |
Son valores típicos y sirven para calcular. Si tienes la hoja de datos de tu LED, usa la de ahí: el campo de arriba es editable justamente para eso.
Cuánto calienta la resistencia
La resistencia convierte en calor toda la tensión que se come. La potencia es P = VR × I, y la resistencia de 1/4W que se vende suelta aguanta 0,25 W en aire libre.
- Hasta 0,125 W: la de 1/4W va sobrada, ni se entibia. Es el caso de casi todo lo que se hace con 5 V.
- Entre 0,125 y 0,25 W: aguanta, pero se calienta de verdad. Con 12 V y un LED rojo se disipan 0,196 W, o sea el 78% del límite. Si va dentro de una caja o pegada al plástico, usa una de 1/2W.
- Sobre 0,25 W: la de 1/4W se quema. Compra una de al menos el doble de lo que disipa, o pon más LEDs en serie para que a la resistencia le sobre menos tensión.
Ese último truco es el que usan los carteles: con 12 V y tres LEDs blancos en serie, la resistencia solo disipa 48 mW, contra los 196 mW que disiparía con un solo LED. La energía que antes se iba en calor ahora sale como luz.
Cuál pata es cuál
Es la duda que viene justo después del cálculo. Un LED nuevo tiene la pata larga en el ánodo, que es la que va al positivo, y la corta en el cátodo, que va al negativo. Si alguien ya cortó las patas, mira el borde de la cápsula: tiene un chaflán plano en el lado del cátodo. Y si el LED es transparente y no se distingue, adentro se ve que el cátodo es la parte más grande, la copa donde se apoya el chip.
Conectarlo al revés no lo quema con 5 V, simplemente no enciende. Con tensiones altas sí lo puede dañar, porque la tensión inversa que aguanta un LED común es de apenas 5 V.
Antes de conectar nada
Nunca a los 220 V de la red, ni con resistencia. La resistencia que haría falta disiparía varios watt, y ante cualquier falla el LED queda a tensión de red con tus dedos al lado.
Tampoco directo a una batería de litio de 3,7 V ni a una pila de botón sin calcular. Es el mismo error, solo que más lento.
Los LEDs morados y UV dañan la vista aunque se vean tenues, porque el ojo no cierra la pupila con luz que casi no ve. No los mires de frente.
Y si el montaje va dentro de una caja, considera que una resistencia trabajando cerca de su límite pasa los 100 grados y puede marcar el plástico.
Preguntas frecuentes
¿Qué resistencia lleva un LED con 5 V?
Con un LED rojo típico de 2 V a 20 mA, 150 Ω. Con uno blanco o azul, que conducen a 3,2 V, la cuenta da 90 Ω y hay que subir al valor comercial siguiente: 91 Ω en la serie E24, o 100 Ω que es el que se vende suelto. Con 100 Ω pasan 18 mA en vez de 20 y el brillo es prácticamente el mismo.
¿Y con 12 V?
Un LED rojo a 20 mA pide 500 Ω exactos y sube a 510 Ω. Ojo con la potencia: ahí la resistencia disipa 0,196 W, o sea el 78% de lo que aguanta una de 1/4W. Funciona, pero se calienta de verdad, y si va dentro de una caja conviene una de 1/2W del mismo valor.
¿Puedo poner varios LEDs con una sola resistencia?
En serie sí: uno detrás de otro, la misma corriente pasa por todos y una sola resistencia los limita a todos. En paralelo no. Con la misma tensión aplicada, dos LEDs que difieran 0,1 V en su tensión de conducción se reparten la corriente en proporción de siete a uno: el que conduce antes se lleva casi todo, se calienta, conduce todavía más y termina quemándose. Cada rama paralela necesita su propia resistencia.
¿Por qué la calculadora siempre sube al valor comercial y nunca baja?
Porque bajar es peligroso y subir no. Menos resistencia significa más corriente que la que pediste, y un LED se destruye por exceso de corriente. Más resistencia significa un poco menos de brillo, que el ojo casi no distingue. Si la cuenta pide 690 Ω, el vecino más cercano de la serie E24 es 680 Ω, y esos 680 Ω dejan pasar más de lo especificado: la respuesta correcta es 750 Ω.
¿Puedo conectar un LED sin resistencia?
No, salvo que sea un LED que ya la trae adentro, que se vende como LED de 5 V o de 12 V y lo dice en el envase. Un LED común es un diodo: su corriente sube de forma exponencial con la tensión y nada la limita. Conectarlo directo a una pila de litio de 3,7 V o a una fuente de 5 V lo destruye, a veces en segundos y a veces en dos semanas de brillar cada vez menos.
Los números de esta página no están escritos a mano: salen de la misma calculadora de arriba. Con 5 V y un LED blanco, por ejemplo, la cuenta da 90 Ω y el comercial sube a 91 Ω.
Dónde la usamos
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