什麼是 LED 串聯限流電阻計算器?
LED(發光二極體)必須串聯一顆限流電阻,否則電流過大會直接把 LED 燒毀。這個計算器只要輸入三個數值——電源電壓、LED 的順向電壓,以及你想要的通過電流——就能精準算出電阻值(單位為歐姆 Ω)。同時還會顯示電阻會消耗多少功率,方便你挑選瓦數足夠的電阻零件。
使用方法
先填入供電的電源(或電池)電壓,再填入 LED 的順向電壓降(一般紅光約 1.8–2.2 V,藍光/白光約 3.0–3.4 V,建議查閱規格書確認),最後輸入目標電流(單位毫安培 mA,一般標準 LED 常用的安全值是 20 mA)。計算器會給出所需的最小電阻值。實務上,建議往上選用最接近的 E12/E24 標準電阻值,較為保險。
公式說明
根據歐姆定律,電阻必須承擔電源電壓與 LED 電壓之間的差值:
$$R = \frac{\text{V}_{\text{電源}} - \text{V}_{\text{LED}}}{\dfrac{\text{I}_{\text{LED}}}{1000}}$$由於電流是以毫安培輸入,計算時會先換算成安培(÷1000)再相除。電阻所消耗的功率則為 \(P = (V_{\text{電源}} - V_{\text{LED}}) \times I_{\text{LED}}\)。
實際範例
用 12 V 電源以 20 mA 驅動一顆紅光 LED(\(V_{\text{LED}} = 2\ \text{V}\)):電阻上的電壓 = 12 − 2 = 10 V,電流 = 0.02 A,因此
$$R = \frac{10}{0.02} = 500\ \Omega$$功率 \(= 10 \times 0.02 = 0.2\ \text{W}\)(200 mW),所以至少要選用 ¼ W 的電阻。
常見問題
如果電源電壓剛好等於 LED 電壓怎麼辦?此時電阻上的電壓為零,任何電阻都無法限制電流——你需要更高的電源電壓,或改用定電流(恆流)驅動器。
為什麼電阻值要往上選?電阻稍微大一點,電流就會稍微小一點,這對 LED 更安全,而且亮度幾乎不受影響。
應該用多少電流?20 mA 適用於大多數標準 5 mm LED;高亮度與大功率 LED 可能需要更高電流——務必查閱規格書標示的最大值。