Voici un petit tutoriel pour comprendre ce qu'est une LED et comment l'allumer. Si vous n'avez jamais fait d'électronique ça tombe bien, ici on part de ZERO et on VULGARISE (donc si vous êtes professeur de physique, ne m'en voulez pas).
Qu'est ce qu'une LED ?
Une diode électroluminescente (DEL, en anglais : Light-Emitting Diode, LED), est un composant électronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique (un peu comme une ampoule, en mieux). On aime beaucoup les LEDS parce que :
- Elles ne consomment rien du tout
- Elles ont une excellente durée de vie
- Elles chauffent très peu
- Elles ne coûtent rien (moins de 20 centimes l'unité )
Il en existe de différentes formes et différentes couleurs ( voir photo). Le principe physique est relativement compliqué. Pour faire simple : des électrons sautent le petit espace vide que l'on peut voir sur la photo en libérant au passage de l'énergie sous forme de photons... et les photons, c'est de la lumière.
Bon, assez de blabla passons à la pratique !
Comment ça s'allume ?
Pour allumer une LED il suffit de faire circuler des électrons dedans (pour qu'ils puissent sauter la barrière d'énergie et envoyer de la lumière, cf la photo au dessus, vous suivez ?). Des électrons, on en trouve par exemple dans les piles.
On en sait assez pour faire notre premier circuit : une Pile + une Led... Reste à savoir comment les connecter :
Les LEDs ont un sens, il faut toujours relier la branche la plus longue sur la borne + et la branche la plus courte sur la borne -. ( Sinon les électrons arrivent par le mauvais côté et refusent de sauter, les vilains...)
Et la lumière fut, euh... attendez !
Pas si vite ! On a pas encore abordé la partie reloue, vous savez, celle où 90% de la classe décroche en cours de physique au collège : L'intensité et la tension.
Pour faire simple on va utiliser une analogie avec l'eau. Supposons que votre LED ait besoin d'eau pour fonctionner ( un peu comme un moulin). Les électrons circulent dans les fils électriques comme l'eau s'écoule dans un canal.
- La tension est l'équivalent de la pente de votre canal :
Une petite tension c'est un peu comme un canal totalement plat et sans courant, il n'y a pas beaucoup d'eau qui circule...
Une grosse tension (pensez à vérifier votre taux de choléstérol) c'est un peu comme une cascade : la pente est très forte et beaucoup d'eau circule.
-L'intensité cette fois, c'est l'équivalent de la largeur de votre canal. Si votre canal fait un mètre de large (faible intensité), là encore il n'y aura pas beaucoup d'eau qui circulera, même si le pente est très forte (forte tension). Si 100 mètres séparent les deux rives de votre canal, il y aura énormément d'eau dans votre moulin : l'intensité est grande.
En général une LED a besoin de 3 Volts et 30mA (milliampères) pour fonctionner. Ca tombe bien, la pile plate fournie justement 3V (c'est écrit dessus). Mais que se passe-t-il si on branche la LED a une pile de 9V ??
La réponse en image :
Vous avez-vu le petit flash bleu sur la vidéo ? C'est ma LED qui grille pour la science (c'est beau). Elle est bonne à jeter (heureusement ça ne coûte vraiment pas très cher hein). La tension était trop forte (9V au lieu de 3), comme si un torrent d'eau avait circulé dans la LED. Ducoup la LED s'éclaire très fortement puis crame.
La solution : la resistance
Une résistance c'est comme un petit barrage. Elle va permettre de retenir toute cette eau (et donc de baisser la tension).
Chaque résistance a une valeur. Une trop grande résistance retiendrait trop l'eau et notre LED ne s'allumerait plus ( pas d'eau, pas l'electrons, pas d'electrons pas de lumière). Une trop petite ne retiendrait pas assez l'eau et on risquerait de cramer une deuxième LED.
Pour trouver la bonne résistance, il faut faire un calcul.
Pour comprendre ce calcul, il faut taper "Loi d'Ohm" sur internet.
Pour trouver le résultat de ce calcul, il suffit d'appliquer cette formule : taille de la résistance = (Tension de la pile - Tension nominale de la LED) / ( Intensité nominale de la LED)
Nominale = l'intensité et la tension quand tout se passe bien, autrement dit quand la LED brille normalement ! Soit vous regardez les "spécifications" de votre led et ça devrait être écrit dedans ( en général c'est écrit In et Vn). Soit votre LED ressemble à la mienne et comme je l'ai dit plus haut : Vn = 3V et In= 30mA ( Si vous êtes de tempérament anxieux, prenez une plus grosse résistance, au pire votre LED s'éclairera très peu)
Avec une pile de 9Volts ca nous donne : résistance de 200 Ohms
La suite en image :
Et voilà ! Ca marche beaucoup mieux :)
BONUS : Combien de temps la LED restera allumée ?
C'est une question plus difficile qu'il n'y paraît et le moyen le plus simple d'y répondre est de faire le test ...
Cela dépend du type de LED et du type de piles utilisées.
A titre indicatif : mon premier circuit avec la pile plate a éclairé normalement pendant 10 heures, puis de moins en moins.
Le deuxième circuit avec la pile de 9V et la resistance a fonctionné normalement pendant environ 15 heures et s'est éteint au bout d'une journée.
Maintenant vous savez faire un circuit avec une LED sans la cramer.
N'hésitez pas à commenter cet article ou à me poser des questions.
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