Una delle prime regole che si imparano in laboratorio, ma che vale la pena capire davvero.

Quando si comincia a lavorare con i circuiti elettronici, prima o poi arriva sempre questa raccomandazione:

“Non collegare mai un LED direttamente all’alimentazione senza una resistenza.”

È una regola giusta, e in laboratorio va presa sul serio. Però, se vogliamo imparare davvero l’elettronica, non basta ripeterla a memoria: dobbiamo capire che cosa succede nel circuito e perché quella resistenza è così importante.

Prima di tutto: che cos’è un LED

Un LED, cioè Light Emitting Diode, è un diodo che emette luce quando viene attraversato da corrente nel verso corretto.

La cosa importante da ricordare è questa:

un LED non si comporta come una normale resistenza. Non è lui a “scegliere” quanta corrente far passare in modo sicuro. Se lo colleghiamo male, può danneggiarsi molto in fretta, anche se per un istante sembra funzionare.

Il punto chiave: il LED non limita da solo la corrente

Questo è il concetto centrale.

Molti studenti all’inizio dei loro studi di elettronica pensano: “Se gli do la tensione giusta, il LED si accende e basta”. In parte è vero: il LED si accende quando è polarizzato correttamente. Il problema, però, è la corrente.

Senza un componente che la tenga sotto controllo, il LED può lasciar passare più corrente di quella che riesce a sopportare. Ed è proprio qui che entra in gioco la resistenza.

La resistenza serve a limitare la corrente che attraversa il LED e a mantenerla entro un valore sicuro.

Perché la sola tensione non basta

Ogni LED ha una propria caduta di tensione diretta: è la tensione che troviamo ai suoi capi quando il LED è acceso e lavora nel verso corretto.

Indicativamente possiamo avere questi valori:

• LED rosso: circa 1,8 – 2,2 V
• LED verde: circa 2 – 3 V
• LED blu o bianco: circa 3 – 3,3 V

Facciamo un esempio semplice. Immaginiamo un LED rosso con una caduta di circa 2 V e un’alimentazione da 5 V.

Se lo colleghiamo direttamente ai 5 V, quei volt in più devono comunque “finire” da qualche parte. Senza una resistenza, il rischio è che la corrente salga troppo rapidamente.

Il risultato può essere questo:

• il LED diventa molto luminoso per un attimo;
• si scalda;
• si danneggia in modo permanente.

Il ruolo della resistenza

La resistenza prende su di sé una parte della tensione disponibile e, soprattutto, stabilisce quanta corrente può passare nel circuito.

Per stimare il valore della resistenza possiamo usare la legge di Ohm:

R = (V alimentazione – V LED) / I

Per esempio:

• alimentazione = 5 V;
• caduta sul LED = 2 V;
• corrente desiderata = 10 mA = 0,01 A.

Quindi:

R = (5 – 2) / 0,01 = 300 Ω

Nella pratica si sceglie spesso il valore standard più vicino. In questo caso, ad esempio, si può usare tranquillamente una resistenza da 330 Ω.

Cosa succede se la resistenza è troppo bassa o troppo alta

Se la resistenza è troppo bassa, passa troppa corrente. Il LED può sembrare più luminoso, ma lavora male, si scalda e può guastarsi.

Se invece la resistenza è troppo alta, la corrente diventa molto piccola. In quel caso il LED si accende poco, oppure può sembrare addirittura spento.

Quindi la resistenza non serve soltanto a “proteggere” il LED: serve anche a farlo funzionare in modo corretto, stabile e prevedibile.

Un esempio molto comune con Arduino

Quando colleghi un LED a un pin di Arduino, la resistenza è necessaria anche per un altro motivo: non stai proteggendo solo il LED, ma anche il pin del microcontrollore.

Il pin può fornire una certa tensione, ma non deve essere costretto a erogare una corrente eccessiva. Un collegamento fatto male può rovinare il LED e mettere sotto stress anche Arduino.

Per questo, nei circuiti didattici, si mette quasi sempre una resistenza in serie al LED. I valori più usati sono, ad esempio:

• 220 Ω;
• 330 Ω;
• 470 Ω.

Il valore più adatto dipende dalla tensione disponibile, dal tipo di LED e dalla luminosità che vogliamo ottenere.

Attenzione al verso del LED

C’è poi un altro dettaglio da non dimenticare: il LED è un diodo, quindi ha una polarità.

• L’anodo va collegato verso il positivo.
• Il catodo va collegato verso il negativo.

Se lo colleghiamo al contrario, normalmente non si accende.

Per far funzionare correttamente un LED servono quindi due cose:

• la polarità corretta;
• una resistenza di limitazione della corrente.

Un errore frequente

Un errore molto comune è pensare:

“

“Il LED si è acceso anche senza resistenza, quindi va bene così.”

In realtà no. Il fatto che qualcosa si accenda non significa automaticamente che il collegamento sia corretto.

A volte il danno non si vede subito. Il LED può continuare a funzionare per un po’, ma lavorare fuori specifica, durare meno del previsto o guastarsi improvvisamente.

In elettronica non conta solo che un circuito “faccia qualcosa”. Conta che lo faccia nel modo giusto, in modo sicuro e ripetibile.

In sintesi

Il LED ha bisogno di una resistenza perché non è in grado di limitare da solo la corrente in modo sicuro.

La resistenza mantiene la corrente entro valori corretti, protegge il LED e rende il circuito più affidabile. È un piccolo componente, ma in questo caso fa un lavoro fondamentale.

Buono Studio 🙂