LED抵抗計算機とは?
LED(発光ダイオード)には、電流が流れすぎて焼き切れるのを防ぐために、直列に電流制限抵抗を入れる必要があります。この計算機は、電源電圧・LEDの順方向電圧・流したいLED電流から、必要な抵抗値を正確に(オーム単位で)求めます。さらに抵抗で消費される電力も表示するので、十分な定格(ワット数)の部品を選べます。
使い方
次の3つの値を入力します。回路に供給する電源電圧(例:USBの5 V、電池の9 V)、LEDの順方向電圧(赤色で約2 V、青/白色で約3.1 V が目安。正確な値はデータシートで確認してください)、そして流したいLED電流(mA単位。標準的なLEDでは20 mAがよく使われます)。計算機は、抵抗値・抵抗にかかる電圧・抵抗の消費電力を返します。
計算式の解説
オームの法則より、抵抗は余った電圧(電源電圧からLEDの順方向電圧を引いた分)を、設定した電流で受け持つ必要があります。$$R = \frac{V_{\text{電源}} - V_{\text{LED}}}{I_{\text{LED}}}$$電流はミリアンペア(mA)を1000で割ってアンペア(A)に換算します。実際には、必ず大きい方の標準抵抗値に切り上げて選び、電流を目標値以下に抑えましょう。
計算例
赤色LED(\(V_{\text{LED}} = 2\,\text{V}\))を9 Vの電源で20 mA流す場合:$$R = \frac{9 - 2}{0.020} = \frac{7}{0.020} = 350\ \Omega$$ となります。抵抗には7 Vがかかり、消費電力は \(P = 7 \times 0.020 = 0.14\,\text{W}\) なので、1/4 W(0.25 W)の抵抗で十分です。350 Ωより大きい最も近い標準値(E24系列)は360 Ωまたは390 Ωです。
よくある質問
電源電圧とLEDの電圧が同じだとどうなりますか? 計算上は0 Ωとなりますが、実際にはLEDが安定して点灯しません。より高い電源電圧を選んでください。
なぜ切り上げるのですか? 抵抗値を大きくすると電流がわずかに減り、LEDを保護できます。切り捨てると定格電流を超える恐れがあります。
抵抗のワット数はどれを買えばいいですか? 余裕を持たせるため、計算した電力の少なくとも2倍の定格を選びましょう。0.14 Wなら標準的な0.25 W抵抗で十分です。