この計算ツールでできること
「LED配線の電圧降下計算ツール」は、電源からLED・LEDモジュール・LEDテープへつながるケーブルで失われる電圧の量を見積もります。LEDはわずかな電圧変化にも敏感なため、長い配線や細い配線でほんの数分の1ボルトでも失われると、LEDが暗くなったり、定格を下回って動作したりすることがあります。本ツールは物理法則にもとづいているため、特定の国の電気規格に縛られず、あらゆる国のあらゆる導体に使える汎用的なツールです。
使い方
LEDの電流（アンペア）、配線の片道の長さ（戻り線の分は自動で2倍されます）、配線の断面積（mm²）、電源電圧、そして導体の材質（銅またはアルミ）を入力します。結果には、配線で降下する電圧、実際にLEDへ届く電圧、降下率（％）、往復のループ抵抗、そして熱として捨てられる電力が表示されます。
計算式の解説
配線の抵抗は \(R = \rho L / A\) で表されます。ここでρは材質の抵抗率（銅の場合 \(1.68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)）、Lは長さ、Aは平方メートル単位の断面積です。電流は行きと帰りの両方を流れる必要があるため、往復での電圧降下は $$V_{drop} = \frac{2 \cdot \text{Length (m)} \cdot \text{Current (A)} \cdot \rho}{\text{Area (mm}^2) \times 10^{-6}}$$ となります。なお、\(1\ \text{mm}^2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{m}^2\) です。
計算例
たとえば、LEDテープが 0.5 mm² の銅線 5 m を通して 2 A を消費するとします。1メートルあたりの抵抗 = $$\frac{1.68 \times 10^{-8}}{0.5 \times 10^{-6}} = 0.0336\ \Omega/\text{m}.$$ ループ長は 10 m なので、ループ抵抗 = \(0.336\ \Omega\)。電圧降下 = \(2\ \text{A} \times 0.336\ \Omega = 0.672\ \text{V}\)。12 V 電源ではこれは約 5.6％ にあたり、テープには 11.328 V が届き、1.344 W が熱として無駄になります。
よくある質問
なぜ長さを2倍するのですか？ 電流はプラス側とマイナス側の両方の導体を流れるため、銅の経路の合計は配線距離の2倍になります。
どのくらいの降下まで許容できますか？ 一般的な目安として、デリケートなLEDテープでは降下を3％未満に抑えるのが望ましいとされています。これを超える場合は、より太い配線（大きな断面積）を使うか、配線を短くしましょう。
温度は影響しますか？ はい。抵抗率は温度とともに上昇するため、高温の導体ではわずかに電圧降下が大きくなります。本ツールは標準的な 20 ℃ の値を使用しています。
