Cómo calcular la resistencia para un LED

Respuesta breve

Un LED necesita limitar la corriente. Para un indicador de baja potencia, la forma más sencilla es colocar una resistencia en serie que absorba la tensión que sobra entre la fuente y el LED.

La fórmula ideal es:

R = (Vs - n × Vf) ÷ I

Vs es la tensión de alimentación, Vf la caída directa de cada LED, n el número de LED en serie e I la corriente deseada en amperios. El cálculo no termina ahí: después hay que elegir un valor comercial y comprobar tolerancia y potencia.

Ejemplo completo: un LED con una fuente de 5 V

Supongamos:

• Fuente: 5 V.
• Caída directa del LED: 2 V.
• Corriente objetivo: 20 mA, que son 0,020 A.
• Un LED por rama.

Aplicamos la fórmula:

R = (5 V - 2 V) ÷ 0,020 A
R = 3 V ÷ 0,020 A
R = 150 Ω

El valor ideal es 150 Ω. Si usamos una resistencia E24 con tolerancia de ±5 % y queremos evitar superar 20 mA por el extremo bajo de la tolerancia, una elección conservadora es 160 Ω.

Corriente nominal = 3 V ÷ 160 Ω = 18,75 mA
Resistencia mínima = 160 Ω × 0,95 = 152 Ω
Corriente máxima por tolerancia = 3 V ÷ 152 Ω ≈ 19,74 mA

La calculadora de resistencia para LED reproduce este ejemplo y recomienda también la potencia comercial mínima.

Paso 1: obtiene Vf de la hoja de datos

La tensión directa no es un número fijo definido únicamente por el color. La hoja de datos suele indicar un valor típico y uno máximo para una corriente y una temperatura concretas. También muestra cómo cambia Vf con la corriente y la temperatura.

Para una primera estimación usa el dato correspondiente a la corriente de trabajo. Para un diseño real, comprueba los extremos de fuente y Vf: el caso de mayor corriente ocurre normalmente con la fuente más alta y la caída del LED más baja.

Paso 2: comprueba que queda tensión para la resistencia

Debe cumplirse:

Vs > n × Vf

Si la suma de caídas de los LED iguala o supera la fuente, la fórmula produciría cero o una resistencia negativa. No significa que debas omitir la resistencia; significa que el circuito no dispone del margen necesario para regular la corriente de esa forma.

Paso 3: convierte miliamperios a amperios

La ley de Ohm usa amperios:

20 mA = 0,020 A
5 mA = 0,005 A

Olvidar esta conversión cambia el resultado por un factor de mil. También conviene revisar si necesitas realmente la corriente máxima nominal. Muchos LED modernos ofrecen brillo suficiente bastante por debajo de 20 mA.

Paso 4: elige un valor comercial

El valor ideal puede no existir en la serie disponible. Subir al siguiente valor reduce la corriente; bajar la aumenta. Para un limitador sencillo suele ser prudente no elegir una resistencia menor que la calculada.

Las series E12 y E24 distribuyen valores normalizados a lo largo de cada década. Por ejemplo, en E24 aparecen 150 Ω y 160 Ω. IEC 60063 define las series de números preferidos utilizadas por resistencias y otros componentes.

La tolerancia también importa. Una resistencia de 150 Ω ±5 % puede medir 142,5 Ω, lo que elevaría el ejemplo a unos 21,05 mA si el resto de valores no cambiara. Elegir 160 Ω mantiene ese extremo por debajo de 20 mA bajo esta comprobación aislada.

Paso 5: calcula la potencia

La potencia que se convierte en calor en la resistencia puede obtenerse de varias formas:

P = Vresistencia × I
P = I² × R
P = Vresistencia² ÷ R

Con 3 V y 160 Ω:

P = 3² ÷ 160 = 0,05625 W

Una resistencia de 1/8 W (0,125 W) supera el doble de esa disipación nominal. Aun así, la potencia marcada no es una temperatura garantizada: consulta la curva de reducción de potencia, la temperatura ambiente y el montaje del fabricante.

Varios LED en serie

En una misma rama, las caídas se suman y todos los LED conducen la misma corriente:

R = (Vs - Vf1 - Vf2 - ...) ÷ I

Con 12 V, tres LED de 2 V y 20 mA:

R = (12 - 3 × 2) ÷ 0,020 = 300 Ω

La resistencia disipa 6 V × 0,020 A = 0,12 W. Un componente de 1/4 W ofrece más margen que uno de 1/8 W en esas condiciones nominales.

LED en paralelo: una resistencia por rama

No conviene conectar varios LED directamente en paralelo detrás de una única resistencia. Pequeñas diferencias de Vf pueden provocar un reparto desigual de corriente. Usa una resistencia por rama y calcula cada rama con su corriente objetivo.

El informe de Texas Instruments sobre LED en paralelo analiza el reparto de corriente y el compromiso entre equilibrado y disipación.

Comprueba los peores casos

Para un prototipo sencillo, revisa al menos:

1. fuente máxima con Vf mínima y resistencia mínima: corriente máxima;
2. fuente mínima con Vf máxima y resistencia máxima: corriente mínima;
3. potencia máxima en la resistencia;
4. corriente total que debe entregar la fuente o un pin GPIO;
5. temperatura y reducción de potencia del componente.

Un pin de microcontrolador añade límites propios por pin y por dispositivo. Consulta su hoja de datos; la calculadora no conoce la caída interna de la salida ni su corriente admisible.

Errores frecuentes

• Elegir Vf por una tabla genérica de colores y no por la hoja de datos.
• Introducir 20 como amperios en lugar de 0,020 A.
• Olvidar sumar las caídas de los LED en serie.
• Compartir una sola resistencia entre ramas paralelas.
• Elegir un valor comercial menor sin recalcular la corriente.
• Ignorar tolerancia, fuente máxima, Vf mínima o potencia.
• Usar una resistencia como sustituto de un controlador para LED de potencia.

Límites del método

Una resistencia es adecuada para indicadores sencillos cuando la fuente y la carga están bien acotadas. No regula una corriente constante frente a grandes cambios, puede desperdiciar potencia y no resuelve la gestión térmica de un LED de potencia. En esos casos se necesita un controlador de corriente diseñado y verificado para la aplicación.

Tools in a Tab realiza el cálculo localmente y no sustituye la hoja de datos ni la validación eléctrica del circuito. Usa el resultado como punto de partida y mide el prototipo dentro de condiciones seguras.