什麼是 LED 限流電阻計算器?
LED(發光二極體)必須在電路中串聯一顆限流電阻,否則電流過大會把 LED 燒壞。這個計算器會根據你的電源電壓、LED 的順向電壓,以及希望通過的 LED 電流,算出精準的電阻阻值(單位:歐姆)。它同時會顯示電阻需要承受的消耗功率,讓你能挑選瓦數足夠的零件。
使用方式
只要輸入三個數值:供應電路的電源電壓(例如 USB 的 5 V、電池的 9 V)、LED 的順向電壓(紅光約 2 V、藍光/白光約 3.1 V,建議查閱規格書 datasheet),以及希望通過的 LED 電流(單位毫安培 mA,一般 LED 常用 20 mA)。計算器會回傳所需電阻值、電阻上的壓降,以及電阻的消耗功率。
公式說明
根據歐姆定律,電阻必須在你設定的電流下,承擔剩餘的電壓(電源電壓減去 LED 的順向壓降):
$$R = \frac{\text{Supply (V)} - \text{LED }V_F\text{ (V)}}{\text{LED Current (mA)} / 1000}$$電流要先除以 1000,從毫安培換算成安培。算出來後請務必無條件進位取最接近的標準電阻值,讓實際電流維持在目標值或更低。
實例計算
以 9 V 電源、20 mA 電流驅動一顆紅光 LED(\(V_{\text{LED}} = 2\text{ V}\))為例:
$$R = \frac{9 - 2}{0.020} = \frac{7}{0.020} = 350\ \Omega$$此時電阻上的壓降為 7 V,消耗功率 \(P = 7 \times 0.020 = 0.14\text{ W}\),因此使用 1/4 W(0.25 W)的電阻就綽綽有餘。大於 350 Ω 且最接近的標準值為 360 Ω 或 390 Ω。
常見問題
如果電源電壓剛好等於 LED 電壓怎麼辦?理論上需要 0 Ω 的電阻,但實際上 LED 無法穩定點亮——請改用較高的電源電壓。
為什麼要無條件進位?電阻值較大會讓電流略微降低,反而能保護 LED。若往下取值,則有超過額定電流的風險。
該買幾瓦的電阻?建議至少選擇計算功率的兩倍,留點餘裕——以 0.14 W 來說,一般 0.25 W 的電阻就十分足夠。