موجودہ محدود کرنے والے ریزسٹر کا انتخاب کرنا

تعارف

کرنٹ کو محدود کرنے والے ریزسٹرز کو ایک سرکٹ میں رکھا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بہنے والے کرنٹ کی مقدار اس سے زیادہ نہ ہو جو سرکٹ محفوظ طریقے سے سنبھال سکتا ہے۔ جب کرنٹ کسی ریزسٹر سے گزرتا ہے، تو اوہم کے قانون کے مطابق، ریزسٹر کے پار ایک متعلقہ وولٹیج ڈراپ ہوتا ہے (اوہم کا قانون بتاتا ہے کہ وولٹیج ڈراپ کرنٹ اور ریزسٹنس کی پیداوار ہے: V=IR)۔ اس ریزسٹر کی موجودگی وولٹیج کی مقدار کو کم کرتی ہے جو دوسرے اجزاء میں ظاہر ہو سکتی ہے جو ریزسٹر کے ساتھ سیریز میں ہیں (جب اجزاء "سیریز میں" ہوتے ہیں، تو کرنٹ کے بہاؤ کے لیے صرف ایک راستہ ہوتا ہے، اور اس کے نتیجے میں کرنٹ کے بہاؤ کی ایک ہی مقدار ہوتی ہے۔ ان کے ذریعے؛ اس کی مزید وضاحت دائیں جانب باکس میں لنک کے ذریعے دستیاب معلومات میں کی گئی ہے)۔

یہاں ہم ایل ای ڈی کے ساتھ سیریز میں رکھے گئے کرنٹ کو محدود کرنے والے ریزسٹر کے لیے مزاحمت کا تعین کرنے میں دلچسپی رکھتے ہیں۔ ریزسٹر اور ایل ای ڈی، بدلے میں، 3.3V وولٹیج کی سپلائی سے منسلک ہیں۔ یہ دراصل ایک پیچیدہ سرکٹ ہے کیونکہ ایل ای ڈی ایک نان لائنر ڈیوائس ہے: ایل ای ڈی کے ذریعے کرنٹ اور ایل ای ڈی کے پار وولٹیج کے درمیان تعلق ایک سادہ فارمولے کی پیروی نہیں کرتا ہے۔ اس طرح، ہم مختلف آسان بنانے والے مفروضے اور تخمینے بنائیں گے۔

نظریہ میں، ایک مثالی وولٹیج کی سپلائی اپنے ٹرمینلز کو جس بھی وولٹیج پر سپلائی کرنی ہے اسے برقرار رکھنے کی کوشش کرنے کے لیے ضروری کرنٹ فراہم کرے گی۔ (عملی طور پر، تاہم، ایک وولٹیج کی فراہمی صرف ایک محدود مقدار میں کرنٹ فراہم کر سکتی ہے۔) ایک روشن ایل ای ڈی میں عام طور پر تقریباً 1.8V سے 2.4V تک وولٹیج کی کمی ہوتی ہے۔ چیزوں کو کنکریٹ بنانے کے لیے، ہم 2V کے وولٹیج کی کمی کو فرض کریں گے۔ ایل ای ڈی میں وولٹیج کی اس مقدار کو برقرار رکھنے کے لیے عام طور پر تقریباً 15 ایم اے سے 20 ایم اے کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک بار پھر کنکریٹ کی خاطر، ہم 15 ایم اے کا کرنٹ فرض کریں گے۔ اگر ہم براہ راست ایل ای ڈی کو وولٹیج سپلائی سے منسلک کرتے ہیں، تو وولٹیج سپلائی اس ایل ای ڈی میں 3.3V کا وولٹیج قائم کرنے کی کوشش کرے گی۔ تاہم، LEDs میں عام طور پر زیادہ سے زیادہ فارورڈ وولٹیج تقریباً 3V ہوتا ہے۔ ایل ای ڈی میں اس سے زیادہ وولٹیج قائم کرنے کی کوشش کرنے سے ایل ای ڈی کے تباہ ہونے اور کرنٹ کی بڑی مقدار کھینچنے کا امکان ہے۔ اس طرح، وولٹیج کی سپلائی کیا پیدا کرنا چاہتی ہے اور ایل ای ڈی کیا سنبھال سکتی ہے کے درمیان یہ مماثلت ایل ای ڈی یا وولٹیج سپلائی یا دونوں کو نقصان پہنچا سکتی ہے! اس طرح ہم کرنٹ کو محدود کرنے والے ریزسٹر کے لیے مزاحمت کا تعین کرنا چاہتے ہیں جو ہمیں LED میں تقریباً 2V کا مناسب وولٹیج دے گا اور یہ یقینی بنائے گا کہ LED کے ذریعے کرنٹ تقریباً 15 mA ہے۔

چیزوں کو ترتیب دینے کے لیے، یہ ہمارے سرکٹ کو اسکیمیٹک ڈایاگرام کے ساتھ ماڈل بنانے میں مدد کرتا ہے، جیسا کہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔

شکل 1۔ ایک سرکٹ کا اسکیمیٹک خاکہ۔

تصویر 1 میں آپ 3.3V وولٹیج کے ذریعہ کو chipKIT™ بورڈ کے طور پر سوچ سکتے ہیں۔ ایک بار پھر، ہم عام طور پر فرض کرتے ہیں کہ ایک مثالی وولٹیج کے ذرائع سرکٹ کے لیے درکار کرنٹ کی کسی بھی مقدار کو فراہم کریں گے، لیکن chipKIT™ بورڈ صرف ایک محدود مقدار میں کرنٹ پیدا کر سکتا ہے۔ (Uno32 ریفرنس مینول کہتا ہے کہ ایک انفرادی ڈیجیٹل پن زیادہ سے زیادہ کرنٹ 18 ایم اے پیدا کر سکتا ہے، یعنی 0.0018 اے۔) یہ یقینی بنانے کے لیے کہ ایل ای ڈی میں 2V وولٹیج ڈراپ ہے، ہمیں ریزسٹر کے پار مناسب وولٹیج کا تعین کرنے کی ضرورت ہے، جسے ہم VR کو کال کریں گے۔ ایسا کرنے کا ایک طریقہ ہر تار کے وولٹیج کا تعین کرنا ہے۔ اجزاء کے درمیان تاروں کو بعض اوقات نوڈس کہا جاتا ہے۔ ذہن میں رکھنے کی ایک بات یہ ہے کہ ایک تار کی پوری لمبائی میں ایک ہی وولٹیج ہوتا ہے۔ تاروں کے وولٹیج کا تعین کر کے، ہم ایک تار سے دوسری تار تک وولٹیج کے فرق کو لے سکتے ہیں اور کسی جزو یا اجزاء کے گروپ میں وولٹیج کی کمی کو تلاش کر سکتے ہیں۔

یہ فرض کر کے شروع کرنا آسان ہے کہ وولٹیج کی سپلائی کا منفی پہلو 0V کی صلاحیت پر ہے۔ یہ، بدلے میں، اپنے متعلقہ نوڈ (یعنی وولٹیج کی فراہمی کے منفی پہلو سے منسلک تار) 0V بناتا ہے، جیسا کہ تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے۔ جب ہم کسی سرکٹ کا تجزیہ کرتے ہیں، تو ہم 0V کا سگنل گراؤنڈ وولٹیج تفویض کرنے کے لیے آزاد ہوتے ہیں۔ سرکٹ میں ایک نقطہ پر. دیگر تمام وولٹیجز پھر اس حوالہ نقطہ سے متعلق ہیں۔ (چونکہ وولٹیج ایک رشتہ دار پیمانہ ہے، دو پوائنٹس کے درمیان، عام طور پر اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ سرکٹ میں ہم کس پوائنٹ کو 0V کی قدر تفویض کرتے ہیں۔ ہمارا تجزیہ ہمیشہ ایک ہی کرنٹ اور ایک ہی وولٹیج کو تمام اجزاء پر گرائے گا۔ اس کے باوجود، یہ وولٹیج سپلائی کے منفی ٹرمینل کو 0V کی قدر تفویض کرنا ایک عام عمل ہے۔) یہ دیکھتے ہوئے کہ وولٹیج سپلائی کا منفی ٹرمینل 0V پر ہے، اور یہ دیکھتے ہوئے کہ ہم 3.3V سپلائی پر غور کر رہے ہیں، مثبت ٹرمینل ایک وولٹیج پر ہونا چاہیے۔ 3.3V کا (جیسا کہ اس سے منسلک تار/نوڈ ہے)۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ ہم ایل ای ڈی پر 2V کے وولٹیج ڈراپ کی خواہش رکھتے ہیں اور یہ دیکھتے ہوئے کہ LED کا نچلا حصہ 0V پر ہے، LED کا اوپری حصہ 2V پر ہونا چاہیے (جیسا کہ اس کے ساتھ کوئی بھی تار منسلک ہے)۔

شکل 2. نوڈ وولٹیج دکھاتے ہوئے اسکیمیٹک۔

تصویر 2 میں دکھائے گئے نوڈ وولٹیج کے لیبل کے ساتھ، اب ہم ریزسٹر کے پار وولٹیج ڈراپ کا تعین کر سکتے ہیں جیسا کہ ہم ایک لمحے میں کریں گے۔ سب سے پہلے، ہم یہ بتانا چاہتے ہیں کہ عملی طور پر ایک جزو کے ساتھ منسلک وولٹیج ڈراپ کو براہ راست کسی جزو کے آگے لکھتا ہے۔ لہذا، مثال کے طور پر، ہم وولٹیج کے ذریعہ کے آگے 3.3V لکھتے ہیں یہ جانتے ہوئے کہ یہ 3.3V ذریعہ ہے۔ LED کے لیے، چونکہ ہم 2V وولٹیج ڈراپ فرض کر رہے ہیں، اس لیے ہم اسے LED کے آگے لکھ سکتے ہیں (جیسا کہ تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے)۔ عام طور پر، ایک عنصر کے ایک طرف موجود وولٹیج کو دیکھتے ہوئے اور اس عنصر میں وولٹیج کی کمی کو دیکھتے ہوئے، ہم ہمیشہ عنصر کے دوسری طرف وولٹیج کا تعین کر سکتے ہیں۔ اس کے برعکس، اگر ہم کسی عنصر کے دونوں طرف کی وولٹیج کو جانتے ہیں، تو پھر ہم اس عنصر کے درمیان وولٹیج کی کمی کو جانتے ہیں (یا ہم کسی بھی طرف کے وولٹیج کے فرق کو لے کر اس کا حساب لگا سکتے ہیں)۔

کیونکہ ہم ریزسٹر کے دونوں طرف تاروں کی صلاحیت کو جانتے ہیں (وائر 1 اور وائر 3)، ہم اس کے پار وولٹیج ڈراپ کو حل کر سکتے ہیں، VR:

معلوم اقدار میں پلگ ان کرتے ہوئے، ہم حاصل کرتے ہیں:

ریزسٹر کے پار وولٹیج ڈراپ کا حساب لگانے کے بعد، ہم ریزسٹر کی مزاحمت کو وولٹیج سے جوڑنے کے لیے اوہم کے قانون کا استعمال کر سکتے ہیں۔ اوہم کا قانون ہمیں 1.3V=IR بتاتا ہے۔ اس مساوات میں، دو نامعلوم معلوم ہوتے ہیں، موجودہ I اور مزاحمت R۔ پہلے تو یہ ظاہر ہو سکتا ہے کہ ہم I اور R کو کوئی بھی قدر بنا سکتے ہیں بشرطیکہ ان کی پیداوار 1.3V ہو۔ تاہم، جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے، ایک عام ایل ای ڈی کو تقریباً 15 ایم اے کا کرنٹ درکار ہو سکتا ہے (یا "ڈرا") جب اس کا وولٹیج 2V کے پار ہو۔ لہذا، فرض کرتے ہوئے کہ میں 15 ایم اے ہے اور R کو حل کرتے ہوئے، ہم حاصل کرتے ہیں۔

عملی طور پر، 86.67 Ω کی مزاحمت کے ساتھ ریزسٹر حاصل کرنا مشکل ہو سکتا ہے۔ کوئی، شاید ایک متغیر ریزسٹر کا استعمال کر سکتا ہے اور اس کی مزاحمت کو اس قدر میں ایڈجسٹ کر سکتا ہے، لیکن یہ ایک قدرے مہنگا حل ہو گا۔ اس کے بجائے، یہ اکثر ایسی مزاحمت کے لیے کافی ہوتا ہے جو کہ صحیح ہے۔ آپ کو معلوم ہونا چاہیے کہ ایک سے دو سو اوہم کے آرڈر پر مزاحمت معقول حد تک اچھی طرح سے کام کرتی ہے (یعنی ہم اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ ایل ای ڈی بہت زیادہ کرنٹ نہیں کھینچ رہی ہے اور پھر بھی کرنٹ کو محدود کرنے والا ریزسٹر اتنا بڑا نہیں ہے کہ یہ ایل ای ڈی کو روکے۔ روشن کرنے سے)۔ ان منصوبوں میں ہم عام طور پر 220 Ω کے کرنٹ کو محدود کرنے والے ریزسٹر کا استعمال کریں گے۔

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست