Mengapa LED menyala ketika saya menyentuhnya?

19

Saya memiliki beberapa komponen LED super terang yang saya gunakan dalam proyek papan tempat memotong roti. Yang mengejutkan saya, saya menemukan bahwa jika saya membumikan satu kaki LED dan menyentuh kaki lainnya (yang tidak terhubung) dengan jari saya, itu menyala sangat redup. Polaritas tidak masalah. Mengapa itu terjadi? Tidak ada sumber daya listrik yang saya tahu di "sirkuit" ini.

Eric Lee
sumber
Saya memodifikasi jawaban saya dengan cara yang cukup substansial. Beri tahu saya jika Anda membutuhkan klarifikasi.
Kit Scuzz
Satu kaki? Ke koneksi Earth yang sebenarnya? "Ground" Anda mungkin hanya terminal umum catu daya, dan mengambang di banyak volt AC yang sebenarnya. Coba dengan DVM yang disetel ke volt AC, mengukur antara koneksi Earth dan "ground leg" LED Anda. (True earth atau "green ground" muncul di sekrup logam dari outlet listrik AC, atau pipa logam, dll.) Catu daya DC yang khas akan memiliki kira-kira 60VAC pada terminal wrt earth, yang disebabkan oleh kapasitansi antara harga transformator daya. vs. dtk. Ini adalah pembagi tegangan kapasitif 1: 2 yang terhubung melintasi jalur AC & netral, dengan beberapa keluaran
uA

Jawaban:

17

EDIT:

Sudah ditunjukkan dalam komentar bahwa saya telah mengutarakan ini agak menyesatkan, biarkan saya mengambil bacokan lain dengan peringatan berikut: sementara saya yakin saya memiliki rangkaian interaksi berikut yang benar, tapi saya tidak yakin apa sebenarnya terminologi seharusnya.

Sebagai pribadi, Anda sebagian besar adalah gelombang radio. Selain berbagai sumber elektron yang telah saya tunjukkan di bawah, Anda juga terus memperbaiki gelombang radio menjadi arus / pusaran AC yang sangat kecil. Efeknya: Anda adalah antena yang besar dan sangat tidak efektif.

Jadi setelah elektron pada permukaan kulit Anda yang terkumpul mengalir sebagai DC, perbedaan antara diri Anda dan tanah akan berfluktuasi seiring waktu dengan gelombang radio yang Anda ralat. Di AS, ini sebagian besar didominasi oleh 60 HZ, frekuensi arus AC yang mengalir ke semua soket Anda.


Jawaban asli:

LED "Super terang" atau LED efisiensi tinggi lainnya dirancang untuk mengubah jumlah listrik yang sangat kecil menjadi cahaya. Karena tubuh manusia bertindak seperti kapasitor besar, dan Anda berada di lingkungan yang dipenuhi gelombang radio dan elektron (yang tidak berbahaya) membuat lompatan gila di udara, atau ditarik dari pakaian atau karpet fuzzy: Anda cenderung menumpuk sedikit gratis!

Di sebagian besar lingkungan, ini berdarah melalui kontak Anda dengan zat yang kurang bermuatan, dan kadang-kadang hanya melalui molekul yang bermuatan lebih sedikit di udara (terutama uap air dalam bentuk kelembaban).

Jika Anda memberikan muatan itu rute yang berbeda ke ground bumi, seperti melalui dan kaki LED, Anda akan memutihkan muatan itu sedikit lebih cepat dan menempatkan sejumlah kecil listrik melalui kaki. Ini cukup untuk membuat elemen dengan efisiensi sangat tinggi bersinar sangat redup!

Sekarang mengapa ia bekerja pada kedua kaki: ada ambang tegangan yang harus Anda letakkan di dioda untuk mendapatkan listrik melalui itu (silikon umumnya sekitar 0,7 V pada suhu kamar, gallium arsenide sekitar 0,3V, dll) dan listrik yang menumpuk di kulit Anda adalah AC. Apa yang akhirnya terjadi adalah bahwa LED mendapatkan arus AC kecil di sekitar ambang ini, dan bagian dioda dari Light Emitting Diode berarti bahwa arus hanya mengalir dengan cara "benar". Jadi, ringan!

Semoga itu bisa membantu.

Kit Scuzz
sumber
"listrik menumpuk di AC kulit Anda" - ini salah (atau setidaknya sangat membingungkan) Anda tampaknya menggambarkan penumpukan muatan statis - yang bukan AC.
RedGrittyBrick
4
Jawaban ini tidak masuk akal. AC tidak dapat 'menumpuk di kulit' dan sama sekali berbeda dengan muatan listrik statis yang, pada dasarnya adalah DC. Tegangan statis yang tinggi kemungkinan besar hanya akan melubangi persimpangan PN yang sensitif (karenanya tindakan pencegahan anti statis menggunakan perangkat elektronik). Penyebab paling mungkin (IMHO) adalah pickup sederhana dari bidang daya listrik (alias hum) yang sedang diperbaiki oleh persimpangan PN dari LED. BTW bahan yang digunakan dalam perangkat elektronik adalah silikon tidak 'silikon' yang merupakan polimer berbasis silikon elastis digunakan untuk kesenjangan segel di kamar mandi dll
JIm Dearden
@ JImDearden Saya menambahkan catatan klarifikasi di bagian atas. Anda benar bahwa saya menyatukan dua ide yang tidak terlalu mirip, dan saya melakukannya dengan cara yang cukup menyesatkan. Beri saya kepala jika Anda masih berpikir ini salah.
Kit Scuzz
@RedGrittyBrick Komentar yang sama ketika saya mengarahkannya ke JimDearden, beri tahu saya jika Anda masih tidak setuju
Kit Scuzz
@Kit: Saya sangat menghargai Anda berusaha untuk merevisi jawaban Anda, tetapi saya masih menganggapnya membingungkan. Saya telah menyaring poin Anda dan yang dibuat oleh Jim D menjadi jawaban "Komunitas Wiki" (CW karena saya tidak ingin mencuri poin rep, hanya untuk sampai pada jawaban yang tampaknya lebih jelas bagi saya setidaknya).
RedGrittyBrick
12

Tidak ada sumber daya listrik yang saya tahu di "sirkuit" ini.

Pertimbangkan penerima radio kristal , ada, juga, tidak ada sumber daya yang jelas - tidak ada baterai, tidak ada unit catu daya AC yang terhubung. Namun itu menghasilkan gelombang suara melalui lubang suara. Dalam hal ini, ada energi yang digunakan untuk memberi daya pada sirkuit dan untuk membuat gelombang tekanan di udara. Energi itu semua berasal dari udara.

Sebenarnya tidak perlu banyak energi untuk menerangi LED dengan sangat redup. Saya dulu menyimpan 2 AA aluminium LED torch di mobil saya. Tidak banyak digunakan. Suatu hari saya perhatikan itu tidak bekerja dengan baik. Lalu saya perhatikan itu bersinar redup ketika dimatikan . Saya membuka obor untuk menemukan bahwa baterai AA telah bocor dan elektrolit yang bocor telah menjembatani sakelar di endcap. Jelas obor rusak dan saya curiga baterai tidak mengeluarkan banyak tegangan. Bagi saya ini menunjukkan bahwa nominal 2 v LED sebenarnya dapat sangat redup diterangi dengan jumlah daya yang sangat kecil. Saya sekarang berharap bisa melakukan pengukuran.

jika saya menaburkan satu kaki LED dan menyentuh kaki lainnya (yang tidak terhubung) dengan jari saya, itu akan menyala sangat redup

Kemungkinan besar, tubuh Anda bertindak sebagai antena dan mengambil sumber radiasi elektromagnetik lokal yang kuat, kemungkinan besar " human utama " dari peralatan dan kabel listrik terdekat.

Hum listrik adalah gangguan utama bagi pengembang aplikasi audio dan banyak orang akan mengalami injeksi hum listrik ke dalam sirkuit ketika bagian-bagian perangkat disentuh.

Polaritas tidak masalah.

Ini memberitahu kita bahwa sinyal yang disuntikkan pada dasarnya adalah AC bukan DC.

Hum listrik adalah AC

Segala jenis muatan statis adalah DC - itu adalah penumpukan elektron permukaan atau pembawa muatan positif - tidak berganti (tidak akan digambarkan sebagai statis jika demikian). Pembawa permukaan ini biasanya diproduksi oleh proses mekanis yang melibatkan gesekan. Umumnya tidak ada pasokan daya yang berkelanjutan jika Anda telah berhenti menggosok sumber statis (kucing, karpet, dll).

Seperti yang dicatat Jim, LED adalah dioda dan dioda akan setengah gelombang memperbaiki sinyal AC. Ini akan menghasilkan cahaya selama setengah dari siklus AC. Tidak masalah ke mana arahnya. Orientasinya hanya mempengaruhi apakah itu menghasilkan cahaya selama bagian negatif dari siklus atau selama bagian positif dari siklus.

RedGrittyBrick
sumber
3

PERINGATAN: kemungkinan bahaya sengatan listrik! Pertanyaan lama, tetapi efek pencahayaan-LED itu mencurigakan. Setiap kali Anda melihat efek ini, mungkin periksa bahaya.

Jika catu daya DC rusak parah, maka tegangan AC yang berbahaya mungkin ada pada satu atau kedua terminal keluaran DC. Ini dengan mudah akan menyalakan LED yang terhubung antara catu daya dan tubuh Anda (di mana tubuh Anda menyediakan beberapa ratus pikofarad kapasitansi untuk saluran logam yang di-ground yang berdekatan, logam di lantai, dll.)

Untuk menguji bahaya, gunakan set DVM Anda untuk mengukur tegangan saluran AC. Dengan hati-hati sambungkan itu antara koneksi "ground" persediaan Anda dan koneksi "earth" atau "ground hijau" yang sebenarnya. Sambungan sejati ke bumi tersedia di sekrup logam pada setiap stopkontak AC, juga pada saluran logam terbuka di garasi atau ruang bawah tanah.

Jika Anda menemukan 120VAC (atau 220VAC UK) antara arde dan "ground pasokan" Anda, catu DC mungkin terhubung secara internal ke tegangan saluran AC penuh . "Tanah" Anda benar-benar hidup, dan menghadirkan bahaya sengatan listrik.

Di sisi lain, jika Anda menemukan tegangan yang jauh lebih rendah dari 120VAC, maka mungkin itu tidak berbahaya.

Banyak catu daya DC memiliki terminal keluaran mengambang di mana AC terkait. Tetapi mereka tidak benar-benar mengambang, karena tegangan rendah sekunder transformator mereka biasanya memiliki beberapa kopling kapasitif dengan belitan primer 120VAC. Tegangan "mengambang" tipikal pada sekunder transformator adalah sekitar 40-70VAC, di mana transformator bertindak sebagai pembagi tegangan kapasitif, dengan beberapa picofarad kapasitansi "menghubungkan" seluruh kumparan sekunder antara AC-netral dan AC-line. Dengan kapasitansi sekecil itu dalam rangkaian dengan sinyal ~ 60VAC, paling banyak hanya dapat menyediakan beberapa microampere, berkenaan dengan koneksi bumi. (Ini lebih dari cukup untuk menggerakkan input voltmeter DVM untuk mendeteksi tegangan besar. Tetapi terlalu rendah untuk berbahaya, atau bahkan dapat dideteksi dengan sentuhan manusia. Tidak ada kejutan.)

Juga: jika kapasitansi antara primer dan sekunder dari transformator pasokan DC cukup besar (ratusan pF,) dan kemudian Anda menghubungkan LED antara tanah-hijau dan salah satu terminal pasokan DC Anda, LED mungkin menyala redup. . Hal ini terjadi karena LED berkedip pada siklus maju, kemudian mengalami gangguan pada siklus balik, sehingga dapat melakukan beberapa AC melalui antara kapasitor yang tidak diinginkan. (LED yang ideal hanya akan berkedip sekali ketika pertama kali terhubung, karena ia mengisi kapasitansi seri, yang kemudian akan memblokir sinyal DC lebih lanjut. LED nyata akan rusak jika terkena puluhan volt dalam arah sebaliknya.)

Hal-hal lain: mengukur voltase DC dan AC tubuh Anda. Di rumah-rumah pra-1940-an tanpa saluran logam atau bahkan kabel ground di dinding, 60Hz yang muncul pada manusia bisa banyak volt. Juga, saya tinggal satu mil dari menara radio AM, dan itu menyebabkan segala macam hal seperti ini. Menara sel mungkin melakukan hal yang sama (periksa tegangan RF tubuh Anda dengan ruang lingkup?) Sekarang jika Anda hanya melihat DC murni pada tubuh Anda, dan LED tidak akan menyala jika terhubung terbalik, itu tidak mungkin! Tubuh Anda harus memompa ion ke udara, bernilai ratusan mikrogram.

Dan akhirnya ... semua hal ini adalah mengapa kami menggunakan transformator daya mahal "terlindung secara elektrostatis" dalam instrumen dan peralatan audio. Ini memberikan beberapa foil logam internal di antara belitan, dan foil dapat di-ground (ke bumi sebenarnya.) Kami tidak ingin sinyal garis 60Hz disuntikkan melalui gulungan sekunder transformator, bahkan jika itu hanya mikroamp yang melalui beberapa picofarad kapasitansi.

wbeaty
sumber
Itu poin yang bagus, terima kasih. Saya poster asli dan catu daya saya hanya berukuran 0,8V AC antara bumi dan catu daya, tapi saya pasti bisa melihat bagaimana catu daya yang buruk dapat menghasilkan efek yang saya lihat.
Eric Lee
@EricLee Heh, lalu ukur tubuhmu di bumi. (Juga periksa RF dengan ruang lingkup. Apakah lokasi Anda tepat di dekat menara AM, atau antena sel?) Bahkan 60Hz yang sudah tua dapat cukup besar pada tubuh manusia, di rumah-rumah pra-1940-an tanpa saluran logam atau kabel ground di dinding dinding. Juga, untuk pickup AC maksimum, kaitkan dua LED secara paralel yang berlawanan. Dengan cara itu Anda dapat menyalakan LED bahkan dengan kapasitor secara seri (itu melepaskan tutupnya, tidak hanya mengisi daya. Mereka benar-benar berkedip secara bergantian.)
wbeaty
Ini adalah pertunjukan umum bagi operator radio yang bekerja dekat dengan antena stasiun radio berdaya tinggi untuk pamer dengan mengangkat tabung fluorescent di udara sambil memegang satu terminal di tangan mereka. Tabung akan menyala. Dibutuhkan lebih banyak daya untuk menyalakan tabung fluorescent daripada LED.
Edgar Brown
1

Medan-E yang terpancar dan arus filter saluran yang dilakukan pada saluran listrik dan SMPS memiliki cara memancarkan tegangan medan dekat. Gelombang frekuensi rendah impedansi tinggi ini sangat aman. Untuk radio AM dan FM, Anda bahkan bisa mendapatkan sinyal yang lebih baik jika antena buruk.

Saluran listrik di dekatnya adalah tingkat radiasi frekuensi rendah yang sangat aman dan dengan kabel antena panjang di sekitar ruangan dan tubuh Anda sebagai kapasitor, setidaknya 50Vpp dapat diukur pada probe 10M tanpa menyentuh klip atau kasus pentanahan. Yang turun sedikit pada probe 1M yang menunjukkan kopling impedansi udara nyasar yang tinggi terhadap arus tubuh dielektrik Anda dan dapat menghasilkan kisaran mikroamp x hingga xx. Anda mungkin merasakan sesuatu pada 100uA jika berada di bagian sensitif lutut atau pergelangan tangan Anda.

Saat ini xx uA hanya cukup untuk menerangi LED kecil dengan kemanjuran dan kecerahan tinggi.

Karena catu daya mengambang dan kabel panjang ke steker listrik, kapasitansi kopling dari arus bocor kecil ini meningkat. (Uji keamanan memungkinkan 250uA) Earth yang membumikan 0Vdc Anda menekan efek ini.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber
0

Tubuh manusia adalah kapasitor raksasa. Inilah cara kerja cap sense, inilah mengapa Anda dapat membangun muatan statis dan menarik orang. Anda adalah sumber daya listrik, karena kapasitansi tubuh Anda, dan perbedaan potensial tegangan antara tubuh Anda dan tanah yang Anda gunakan.

Alasan yang sama mengapa dua sirkuit listrik yang ingin berbicara satu sama lain biasanya perlu memiliki pangkalan mereka terhubung, karena jika tidak ada potensi tegangan yang berbeda di antara mereka.

Pejalan kaki
sumber
1
Bisakah Anda jelaskan bagaimana muatan statis 3kV-30kV secara khas menerangi LED 2V saat "polaritas tidak penting"
RedGrittyBrick
Ini juga sebuah resistor
Voltage Spike
-2

Buka tautan ini dan Anda akan melihat mengapa set kristal dapat dengan mudah menyalakan LED di bawah kondisi yang tepat:

http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?f=2&t=6464

LED pilihan bagi saya pada awalnya adalah Led merah juga, tetapi mereka sulit dilihat pada siang hari. Saya kemudian menggunakan led biru 'jernih air', yang menyala sangat terang berdasarkan pada beberapa komponen DC dari sinyal yang diperbaiki dan beberapa gelombang pembawa residual juga. Beban kapasitif, melihat bahwa earphone kristal pada dasarnya adalah elemen pietzo (2 piring dipisahkan oleh isolator - bahan kristal pietzo.

Saya pribadi tidak puas bahwa dengungan 50 atau 60 siklus akan memengaruhi Led. Tegangan tertinggi saya yang didapat baru-baru ini dari output rangkaian kristal adalah 3,2 volt DC. Itu bisa dilakukan ...

Austin
sumber
-4

Elektron selalu mengalir dan menari tentang apakah ada di sirkuit atau tidak apa yang Anda lihat di sini adalah mereka menarik komponen di dalam LED ketika mereka pergi ke tanah semua Anda adalah tanah itu sesederhana itu

Jay
sumber
Ini tidak masuk akal.
Transistor
-6

Kehidupan pada dasarnya adalah listrik. Impuls saraf adalah listrik. Ketika kematian terjadi, aktivitas listrik berhenti. Tampak logis bahwa sejumlah kecil listrik berdarah ke sirkuit.

pengguna159312
sumber
1
Baca jawaban lain untuk memahami mengapa lampu LED. " ... sejumlah kecil listrik mengalir ke sirkuit " tidak benar.
Transistor