Caso práctico: Limitar corriente con un resistor en un LED

Materiales

• 1 × LED rojo 5 mm (Vf típico ≈ 2.0 V a 10 mA)
• 1 × Resistor 330 Ω, 1/4 W (tolerancia 5% o mejor)
• 1 × Fuente de 5 V CC (puede ser USB + adaptador de protoboard)
• 1 × Protoboard
• 3–5 × Cables de puente
• 1 × Multímetro digital (modo V DC)

Guía de conexionado

• Topología: serie simple +5 V → R1 → D1 → GND.
• Orientación del LED (D1):
• Ánodo (patilla larga) hacia arriba, conectado al resistor.
• Cátodo (patilla corta y lado plano) hacia abajo, hacia GND.
• Conexiones:
• Conecta +5 V al extremo superior de R1 (resistor).
• Conecta el extremo inferior de R1 al ánodo de D1 (LED).
• Conecta el cátodo de D1 a GND.
• Abreviaturas de medida usadas en el esquema:
• V_R+: punto superior del resistor (lado +5 V).
• V_R-: punto inferior del resistor (nodo entre R1 y D1).
• V_LED+: ánodo del LED (mismo nodo entre R1 y D1).
• V_LED-: cátodo del LED (lado GND).
• Cómo medir:
• V_R: tensión en el resistor = medir entre V_R+ (punta roja) y V_R- (punta negra).
• V_LED: tensión directa del LED = medir entre V_LED+ (punta roja) y V_LED- (punta negra).
• I_LED: intensidad por el LED = calcular como I_LED = V_R / R1 (Ohm). No es necesario abrir el circuito para medir corriente.

Esquemático

         +5 V
          │
          ├─●V_R+
          │
        ┌┴┐           R1: 330 Ω, 1/4 W (resistor en serie)
        │ │
        │ │
        └┬┘
          │
          ├─●V_R-
          ├─●V_LED+
          │
        ┌┴┐           D1: LED rojo 5 mm (ánodo arriba)
        │ │
        │ │
        └┬┘
          │
          ├─●V_LED-
          │
         GND

Diseño del resistor (cálculo previo)

• Objetivo: I_LED ≈ 10 mA con fuente de 5 V y LED rojo (Vf ≈ 2.0 V).
• Cálculo ideal: R = (V_fuente − V_LED) / I = (5 − 2.0)/0.01 = 300 Ω.
• Elección práctica: 330 Ω (valor estándar E12) para reducir un poco la corriente y aumentar margen.
• Valores esperados:
• I_LED ≈ (5 − 2.0)/330 ≈ 9.1 mA.
• V_R ≈ I × R ≈ 3.0 V.
• V_LED ≈ ~2.0 V (varía con el LED y la corriente).
• Potencia en R1: P ≈ I²R ≈ (0.0091²)×330 ≈ 0.027 W (muy por debajo de 1/4 W).

Mediciones y pruebas

• Preparación del multímetro:

  • Selecciona modo de tensión continua (V⎓), rango 20 V o auto.
  • Comprueba que las puntas estén en los bornes COM y V (no en A/mA).

• Medir V_R (tensión en el resistor):

  • Coloca la punta roja en ●V_R+ y la negra en ●V_R-.
  • Espera ~3.0 V. Una lectura cercana confirma el cálculo.

• Calcular I_LED a partir de V_R:

  • Usa I_LED = V_R / 330 Ω.
  • Ejemplo: si V_R = 3.0 V, I_LED ≈ 9.1 mA.

• Medir V_LED (tensión directa del LED):

  • Coloca la punta roja en ●V_LED+ y la negra en ●V_LED-.
  • Espera ~1.8–2.2 V para un LED rojo típico a ~9 mA.

• Verificación de potencia y seguridad:

  • Calcula P_R = V_R × I_LED (o I_LED² × R1) y comprueba que < 0.25 W.
  • Toca brevemente R1: no debería calentarse perceptiblemente a esta corriente.

• Diagnóstico rápido si algo no coincide:

  • Si V_R ≈ 0 V y V_LED ≈ 0 V: posible desconexión, fuente apagada o LED invertido.
  • Si V_R ≈ 5 V y V_LED ≈ 0 V: LED abierto o mal insertado.
  • Si V_R ≈ 0 V y V_LED ≈ 5 V: cortocircuito en el LED (muy improbable) o error de medida.

Errores comunes

• Omitir el resistor en serie: el LED se dañará casi de inmediato.
• Invertir el LED (cátodo al +5 V): no conduce; V_LED ≈ 0 V.
• Medir corriente con el multímetro en paralelo en modo A/mA: provoca un cortocircuito.
• Usar el borne de corriente del multímetro por error al medir voltaje.
• Elegir un resistor demasiado bajo (p. ej., 100 Ω a 5 V): corriente excesiva y posible daño.

Seguridad y buenas prácticas

• No mires fijamente un LED brillante a corta distancia.
• Evita cortocircuitos: nunca midas corriente directamente entre +5 V y GND.
• Desconecta la alimentación antes de rehacer el cableado.
• Si usas otra fuente (p. ej., 9 V), recalcula R: R = (V_fuente − V_LED)/I objetivo.

Variantes y mejoras

• Ajuste de brillo: sustituye R1 por 1 kΩ + potenciómetro de 1 kΩ en serie para variar I_LED.
• Otros colores: para LED verde/azul (Vf mayor), repite el cálculo de R y verifica V_LED.
• Otras fuentes: con 3.3 V y LED rojo, R ≈ (3.3 − 2.0)/0.01 ≈ 130 Ω; usa 150 Ω para ~8.7 mA.

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Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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