LED直列抵抗計算機とは?
LED(発光ダイオード)は、電流が流れすぎると焼き切れてしまうため、電流を制限する抵抗を直列につなぐ必要があります。この計算機は、3つの値——電源電圧、LEDの順方向電圧(VF)、流したい電流——を入力するだけで、必要な抵抗値をオーム(Ω)単位で正確に算出します。さらに、抵抗で消費される電力(W)も表示するので、十分な定格ワット数の抵抗を選べます。
使い方
まず回路に供給する電源(または電池)の電圧を入力します。次にLEDの順方向電圧降下(赤色なら約1.8〜2.2V、青・白色なら約3.0〜3.4V。正確な値はデータシートで確認してください)を入力し、最後に流したい電流をミリアンペア(mA)で入力します(一般的なLEDでは20mAが安全な目安です)。計算機は必要な抵抗値の最小値を返します。実際には、安全側に倒すため、E12/E24系列の次に大きい標準抵抗値に切り上げて使うのがおすすめです。
計算式のしくみ
オームの法則より、抵抗は電源電圧とLED電圧の差を受け持つ必要があります:
$$R = \frac{\text{V}_\text{電源} - \text{V}_\text{LED}}{\text{I}_\text{LED}}$$電流はミリアンペアで入力するため、計算の前にアンペアへ換算(÷1000)してから割り算します。抵抗で消費される電力は
$$P = (\text{V}_\text{電源} - \text{V}_\text{LED}) \times \text{I}_\text{LED}$$で求められます。
計算例
12Vの電源で、赤色LED(\(\text{V}_\text{LED} = 2\text{V}\))に20mAを流す場合:抵抗にかかる電圧 = \(12 - 2 = 10\text{V}\)。電流 = 0.02A。よって
$$R = \frac{10}{0.02} = 500\,\Omega$$電力 = \(10 \times 0.02 = 0.2\text{W}\)(200mW)となるので、少なくとも¼W(0.25W)以上の抵抗を使いましょう。
よくある質問(FAQ)
電源電圧とLEDの電圧が同じ場合は? 抵抗にかかる電圧がゼロになるため、抵抗では電流を制限できません。より高い電源電圧を使うか、定電流ドライバ(CCドライバ)を使う必要があります。
なぜ抵抗値を切り上げるの? 抵抗値を少し大きくすると電流がわずかに減り、LEDにとってより安全だからです。明るさへの影響はほとんどありません。
電流はいくつに設定すればいい? 一般的な5mmのLEDなら20mAが目安です。高輝度LEDやパワーLEDではこれより大きい電流が必要な場合もあるので、必ずデータシートの最大定格を確認してください。