Actualmente se ha puesto de moda la iluminación con LEDs, debido principalmente a su bajo consumo de energía. Existen varias maneras de conectar un LED, dependiendo también si utilizamos corriente directa (de baterias) o corriente alterna. En este caso, vamos a discutir como conectar un LED a la corriente de casa de 127 volts.
Los LEDs requieren voltajes pequeños, de 2 a 3 volts aproximadamente, por lo que conectarlos directamente a 127 volts no es posible. La primera opción, es utilizar una resistencia del valor adecuado para limitar la corriente a un valor que el LED pueda soportar, aproximadamente 20 miliamperios. La ley de Ohm nos ayuda a calcular el valor de la resistencia R, conociendo el voltaje V y la corriente I.
Esto funciona, pero es muy ineficiente, ya que la potencia que consume la resistencia es mucho mayor que la que consume el LED, como podemos ver en el siguiente cálculo.
Como podemos ver, la potencia que disipa la resistencia (2.54 watts) es ¡42 veces mayor! que la potencia que consume el LED (0.06) watts. Debemos de considerar otra opción si queremos un bajo consumo.
Esto se logra limitando la corriente no con una resistencia, sino con un capacitor. Un capacitor, en presencia de corriente alterna, muestra una reactancia, lo que limitará la corriente al igual que una resistencia, pero sin consumir energía. La reactancia del capacitor se calcula para que tengamos el mismo valor de resistencia que calculamos anteriormente, de forma que en el LED circule una corriente de 20 miliamperios:
Lo anterior nos dice que debemos utilizar un capacitor de 0.42 microfaradios, para lograr una corriente de 20 miliamperios en el LED. Hay que aclarar que, adicionalmente al capacitor, también debemos poner una resistencia de un valor menor. Esto es porque el capacitor inicialmente está descargado, y un capacitor descargado consumirá una corriente muy alta durante unos instantes, lo suficiente como para quemar al LED. Por esta razón, se añade una resistencia de 470 ohms, que limitará esta corriente inicial a un valor seguro para el LED.
En la figura mostramos el circuito completo. También añadimos un puente rectificador, de modo que el LED utilize corriente directa, lo que lo hace más eficiente. Como podemos ver, ahora el consumo de la resistencia es de solo 0.19 watts, y el del LED sigue siendo 0.06 watts.
El circuito anterior se puede utilizar para una lámpara nocturna por ejemplo. Yo tenía una vieja lámpara de noche descompuesta, a la cual le retiré el viejo circuito y lo reemplazé con el que se muestra acá, con excelentes resultados. Además, la lámpara originalmente consumía 1.3 watts, y nuestro circuito consume tan solo 0.25 watts, con una iluminación equivalente.
A continuación un video explicativo:
