LED＋抵抗を使ったDIYしてみたい方必見！適切なつなぎ方を計算方法も含めて解説します。
LEDを使用する際に、なぜ抵抗が必要なのかを理解していますか？LEDは非常に効率的な光源ですが、適切に接続しなければ、その性能を最大限に引き出すことができません。
抵抗なしでLEDを直接電源に接続すると、過剰な電流が流れ、LEDを瞬時に壊してしまうこともあり、これはLEDの極性を間違えるといった基本的なミスでも起こり得る問題です。
ここでは、LEDの正しい接続方法や抵抗計算の基本について詳しく解説します。
まず、LEDのつなぎ方を理解するためには、配線方法や配線図をしっかり把握することが重要で、LEDライトを車に取り付ける場合、並列接続や抵抗器の位置を適切に考慮しなければなりません。
抵抗の役割は、LEDが必要とする電流を適切に制御することです！そのためには抵抗計算を行い、適切な抵抗値を選定することが不可欠です。
また、接続コネクターを使用することで、より安定した配線が可能となり、LED照明を長期間安全に使用することができます。
自動車のLEDライトの場合、高温や振動に耐える設計が求められるため、正しい接続がより重要で、間違えるとLEDが瞬時に故障する危険性があるため、慎重な取り扱いが求められます。
このように、LEDを安全に使用するためには、抵抗の重要性を理解し、正しい抵抗計算を行った上で、適切な配線方法を選ぶことが大切です。
本記事では、LEDと抵抗を使用した正しいつなぎ方について、抵抗が必要な理由を交えて解説していますので、最後までご覧ください。
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記事の要約とポイント
- LEDを正しく接続するためには、極性を理解することが不可欠です。抵抗なしで接続すると、過電流が流れ、LEDが故障する危険があります。抵抗器の選定は、LEDの寿命を延ばすための鍵となります。
- LEDを安全に使用するためには、抵抗計算が重要です。必要な電流値に基づいて適切な抵抗を選ぶことで、LEDが適正な電圧で動作し、長持ちします。具体的な計算方法を学ぶことで、より効果的な配線方法が実現できます。
- LEDライトを車に取り付ける際、正しい配線方法を理解することが重要です。配線図を参考にすることで、並列接続や接続コネクターの使用方法を把握し、効率的にLED照明を設置できます。
- LEDの接続において、間違えると致命的なトラブルが発生します。特に、抵抗の位置や配線のミスは、LEDの故障を引き起こす要因となります。正しい知識を持ち、注意深く作業することが求められます。
なぜLEDに抵抗が必要？基本的な理由とつなぎ方を間違えると起きる事
LEDに抵抗を付けると様々な電圧で光らせる事が出来ます。(全て一律ではない。電圧にあった抵抗計算が必要)必要な部品はたった2点！
道具は全てダイソーで揃う3点のみで、電子工作好きな筆者が失敗しないLEDの抵抗計算が必要な理由と方法と繋ぎ方を解説します。
LEDの実験をしたい場合、おもちゃやテーブルタップにはほぼ間違えなくLEDが使われています。ダイソーの安い電子機器を分解する事でも手に入れる事が出来ます。
LED単体で手に入れたい場合は、最近ではホームセンターの電気部品コーナーでも、抵抗付きで販売しているのをよく見かけます。
LEDは電流制御なので、抵抗が必ず必要。(但し、安定化電源等常に安定した電源を供給できる場合は不要)
LEDは実はダイソーでもテーブルタップなどを分解すると手に入る場合がある。(その場合は100Vで点灯させる為の抵抗も一緒に手に入る)
世に出回っている砲弾型タイプのLEDの電流は約20mAで電圧は3Vが標準。20mA流れるように抵抗を選ぼう！
また、余談ですが静岡県内で電子部品を探すなら、マルツオンラインがお勧めです！
LEDに抵抗が必要な理由
LED
抵抗
つなぎ方
極性
配線方法
LEDに抵抗が必要な理由は、過電流からLEDを保護するためです。抵抗なしで接続すると、瞬時に故障する可能性があります。正しいつなぎ方や抵抗計算を行うことで、LEDライトの寿命を最大限に延ばすことができます。特に車への取り付け時は、配線図を確認し、極性を間違えないよう注意が必要です。
- LEDと抵抗の関係を理解するための基本知識
- 抵抗なしで発光ダイオードを使うとどうなる？間違えると起こるリスク
- プラスマイナスの極性を確認しよう！正しい配線方法とは？
- 抵抗を使うときの注意点は？100Vでも使えるの？
- 半導体の寿命が長い理由は?【LED照明は長寿命デバイス】
LEDと抵抗の関係を理解するための基本知識
LED（発光ダイオード）は、低消費電力で高効率な照明として多くの場面で利用されており、LEDライトは家庭や車の照明として人気があり、その利用範囲は広がる一方です。
しかし、LEDを正しく使用するためには、抵抗との関係を理解することが不可欠で、この文章ではLEDと抵抗の基本的な知識、つなぎ方、抵抗計算の重要性について詳しく解説します。
まず、LEDの特性を理解することから始めましょう。
LEDは、特定の電圧と電流で動作し、LEDを電源に接続する際に抵抗を使うことで、LEDが必要とする電流を適切に制御することができます。
抵抗なしでLEDを接続すると、過電流が流れ、LEDが瞬時に故障する可能性が非常に高くなり、特にLEDの極性を間違えると、LEDが点灯しないだけでなく、ダメージを与えるリスクもあります。
続いて、LEDと抵抗のつなぎ方について考えてみましょう！一般的な配線方法として、LEDを直列接続する方法と並列接続する方法があります。
直列接続の場合、LEDを一つの回路に連結し、抵抗をその回路に挿入します。
この際、すべてのLEDに流れる電流は同じであり、抵抗は全体の電流を制御します。
一方、並列接続では、各LEDに個別の抵抗を付けることが推奨される理由は、どのLEDが故障しても、他のLEDに影響を与えずに済むのです。
では、抵抗計算について詳しく見ていきましょう。
LEDには推奨される動作電圧と電流があります。たとえば、一般的な赤色LEDの場合、順方向電圧は約2V、動作電流は20mA（0.02A）程度です。
このデータを基に、オームの法則を用いて抵抗値を計算しますが、オームの法則は「V = I × R」で表されます。ここで、Vは電圧、Iは電流、Rは抵抗値です。
仮に、5Vの電源を使う場合、LEDの順方向電圧が2Vであるため、残りの電圧は3Vとなります。この3Vを、20mAで流すための抵抗値を計算すると、次のようになります。
この場合、150Ωの抵抗を使用すれば、LEDが安全に動作する電流を流すことができ、正確な抵抗計算を行うことで、LEDの寿命を延ばし、故障を未然に防ぐことができます。
また、配線図を作成することも非常に重要です。
配線図は、LEDと抵抗のつなぎ方を視覚的に示したもので、特に複数のLEDを使用する場合には、非常に便利です。
配線図を参照することで、抵抗器の位置や極性を確認し、接続コネクターを適切に配置することが容易になります。
正しい回路図は配線のミスを減らし、安心してLED照明を楽しむことができます。
最後に、LEDを車に取り付ける際の注意点についても触れておきましょう！車の電源は一般的に12Vですので、LEDの動作電圧に合わせた抵抗計算が必要です。
車の環境は振動や高温にさらされるため、耐久性のある抵抗器や接続コネクターを使用することが推奨されます。
極性を間違えると、LEDが正常に点灯しないだけでなく、故障を引き起こすこともありますので、配線の位置をしっかり確認し、慎重に作業を進めることが重要です。
ありますと書いたのは理由があり、LEDデバイスを単体で取り付けでもしない限り、既製品はダイオードが入っており、逆接続にしても故障しないよになっているからです。
抵抗なしで発光ダイオードを使うとどうなる？間違えると起こるリスク
LED（発光ダイオード）は、エネルギー効率が高く、長寿命な光源として非常に人気があり、家庭や車の照明、さらには電子機器のインジケーターとして広く利用されています。
しかし、LEDを使用する際に「抵抗なし」で接続することは非常に危険な為、抵抗なしでLEDを使った場合に起こるリスクと、正しいつなぎ方について詳しく説明します。
それにはLEDの基本的な動作原理を理解することが重要です。
LEDは特定の電圧と電流で動作し、一般的なLEDの順方向電圧は約2Vから3Vで、動作電流は20mA（0.02A）程度です。
しかし、抵抗なしでLEDを電源に接続すると、電源の電圧が直接LEDにかかってしまい、過剰な電流が流れることになります。
この過電流は、LEDを瞬時に破壊する原因となります。
次に、具体的にどのようなリスクがあるのか見ていきましょう。
まず第一に、LEDが過電流にさらされると、熱が発生し、この熱はLEDの内部構造にダメージを与え、最終的には発光しなくなります。
連続して高い電流が流れると、LEDが焼き切れる可能性が高くなります。
余談ですが、100Vを直接印加するとLEDは燃えて吹っ飛びますｗ
第二に、LEDが正しく点灯しない場合があります。
極性を間違えると、LEDは点灯しないだけでなく、逆電流が流れることで内部の回路が損傷することもあります。
このような場合、LEDが正常に動作しないだけでなく、周辺の電子機器にも影響を及ぼす可能性があります。
また、特に車にLEDを取り付ける際には、配線方法や接続コネクターに注意が必要で、車の電源は通常12Vですが、LEDの耐圧を超えると、LEDに悪影響を与えるだけでなく、火災の危険性もあります。
抵抗なしで接続すると、LEDだけでなく、車両の電気系統全体にダメージを与えるリスクがあります。
さらに、配線図を参照せずに適当に配線を行うと、間違った位置にLEDを接続してしまうことがあります。
このようなミスは、LEDの破損を引き起こすだけでなく、他の電子部品にも不具合を生じさせる原因となります。
並列接続で複数のLEDを使用する場合、各LEDに適切な抵抗を設けないと、全体の回路が不安定になります。
抵抗計算を行うことは、LEDを安全に使用するための重要なステップで、5Vの電源を使用する場合、LEDの順方向電圧が2Vであれば、抵抗は150Ωである事を解説しました。
このように、150Ωの抵抗を使うことで、LEDに流れる電流を適切に制御でき、正しい抵抗を使用することで、LEDの寿命を延ばし、故障を防ぐことができます。
総じて、抵抗なしでLEDを使用することは非常に危険であり、さまざまなリスクを伴うので、LEDの特性を理解し、正しい配線方法を採用することが重要です。
車や家庭でLED照明を使用する際には、抵抗計算を行い、適切な抵抗器を設置することを忘れないようにしましょう。
プラスマイナスの極性を確認しよう！正しい配線方法とは？
実験も工夫してみましょう！LEDを一本壊すつもりで様々な実験をします。
実験① 抵抗なしで過剰な電圧と電流を与える
LEDの定格は、3.4V前後とカインズで購入したLEDの仕様に説明がありました。
では、9Vの四角い電池を使い、LEDに過剰な電圧を加えたらどうなるか試してみましょう。
実験は、乾電池を何本かつなげて電圧を上げ下げする事は可能ですが、本格的な電圧に対応するには、安定化電源の購入をおすすめします。
以下の安定化電源は、シンプルな構造ながら耐久性が高く、筆者も実験で使用しているので非常にお勧めです。
このような機器は通常、かなり高価ですが、この安定化電源はお値段も18000円前後と非常にコスパが良いです。
実験➁ プラスとマイナスの向きを変えてみる
乾電池や、配線の向きを変えてLEDに逆電圧を加えてどうなるか試してみましょう。
また、ダイオードという保護用の部品を入れた時の動きも試せると良いと思います。
電子工作や電気の知識が無い方には、上記のテストの結果は予想もつかないものだと思います。
LEDやダイオードは、電気回路や電子部品の基礎になりますので、実際に様々な方法で動かして試して、肌で体感してみましょう。
結果はどうでしたか？
ふつうはLEDのプラスとマイナスを間違えると、点灯しません！しかし、これが交流の3Vだったらどうでしょう？
また、電圧によっても逆接続したときのLEDの様子は変わってきますし、カー用品のLEDの様にダイオードで保護されている場合は、どちら向きに配線しても点灯します。
色々試して実験してみましょう！分からない事はご質問いただければ極力回答します。
抵抗を使うときの注意点は？100Vでも使えるの？
抵抗があれば、100V電源で動作させることは出来ます。
基本的に、100VのDIYに関しては、何度も解説している通り、感電や漏電に注意して行ってください。
また、ショートしないように、絶縁スリーブがあった方がより安全です。
絶縁スリーブもそうですが、実際に100Vで動作させるには、コンセントの中に組み込むのが良いかもしれません。
また、LEDを100Vで点灯させるには、他の工夫も必要です。
今までのおさらいですが、LEDには電球と違って＋と－の向きがあり、長い足が＋電極で短い足は－電極になっています。
これは、半導体の性質に起因するもので、逆向きに高電圧をかけると、LEDは簡単に破損しますので、注意が必要になります。
家庭用の電源は、交流の100Vです。
交流とは、オシロスコープで波形を見てもらうとわかる通り、sin波で、この波は一定時間ごとにプラスとマイナスの向きが逆転します。
つまり、一定時間ごとにLEDに逆向きの電圧が印加されるという事で、静岡なら60Hzですので、一秒間に60回もLEDに逆向きの負荷を与える事になります。
この逆向きの負荷を回避する為に、LEDに似た性質のダイオードを使用します。
ダイオードは、一定の向きにしか電流を流さない性質があるので、不要な向きの電圧をカットする事が出来ますが、これを半波整流作用と言います。
ダイオードは単に電流の向きを制御するための部品ですが、発光ダイオードは整流作用と共に光を放つ性質のあるデバイスです。
商用電源の100Vで実験する時は、本当は電気工事士の免許が必要だよ！
半導体の寿命が長い理由は?【LED照明は長寿命デバイス】
LEDは半導体素子で、豆電球や蛍光灯と比べると、無限ともいえるほど長寿妙なデバイスですが、LEDの寿命が長い理由は、以下の2つが挙げられます。
LEDの構造上消耗部分がない
LEDは、電流を流すと半導体内の電子と正孔が再結合して光を発する仕組みです。
このため、白熱電球や蛍光灯のように、光を発するためにフィラメントや蛍光体などの消耗部分がありません。
熱によるダメージを受けにくい
白熱電球や蛍光灯は、光を発するために熱を利用しており、高温になりやすく、熱によるダメージを受けやすくなります。
一方、LEDは、電気を直接光に変換するため、熱によるダメージを受けにくいという特徴がありますが、全く熱によるダメージを受けないかと言えばそうではありません。
大型で大電流のLEDともなると、放熱板が必須です。
ただし、LEDの寿命は、使用環境や使用条件によっても異なります。
例えば、高温や多湿の環境では、LED本体よりも端子のショートや腐食により寿命が短くなる傾向があります。
また、電圧や電流の過大な入力も、寿命を短くする原因となりますし、規定の電圧や電流を印加した場合も、放熱処理をしないばかりに極端に寿命が低下する事もあります。
一般的に、LED照明の寿命は、30,000時間から50,000時間程度とされています。
これは、白熱電球の約100倍、蛍光灯の約3倍の寿命です。
LED照明は、寿命が長いだけでなく、省エネ性や光質の良さなどのメリットがあり、近年では、白熱電球や蛍光灯からLED照明への置き換えが進んでいます。
熱によるダメージは受けにくいとは言っても、100Vで点灯するLED照明は、長時間の使用でかなりの高熱を発生させます。
その為、使用状況によっては放熱が上手くいかずに火災の原因となる事があるので注意が必要です。
LEDと抵抗のつなぎ方｜具体例と抵抗計算の手順
画像だと切れてしまっていますが、新品のLEDは足が2本あり、片方の足が長くなっている事がわかります。
これは、LEDには極性があり、プラスマイナスを間違えないようにする為で、長い足がプラス極で短い足がマイナス極となっています。
抵抗は、回路図中ならLEDのプラス極に取り付けてもマイナス極に取り付けてもOKです！
また、このLEDの足の長さと極性の関係は、どのタイプのLEDを選んだとしても変わりありませんが、大型のLEDやモジュールタイプのLEDだと、配線がされている事があります。
その場合は、赤線が＋端子で、黒や青の端子が－極という事になりますが、あくまで一般論で製品やメーカーの方針によって異なります。
3V程度の電圧なら問題ありませんが、規定より高い電圧を間違えて接続すると、一瞬でLEDを故障させる原因になるので、注意が必要です。
電池は分かりやすく実体配線図にしましたが、本来は電池ボックスに入れると良いでしょう。
単三乾電池が2本入るタイプの電池ボックスも、殆どのホームセンターで販売しています。
配線の色も、分かりやすくプラス極を赤でマイナス極を黒としていますが、単に色の違いですので赤線をマイナス極に使っても問題ありません。
ただ、前述した通り、本来は＋は赤－は黒を使うと覚えておきましょう！各接点の部分を半田付けすれば繋がります。
初めて自分で設計した電気回路ですね！うまく動きましたか？(´・ω・)単にLEDと抵抗を接続するだけですが、初めての方にとっては分からないことだらけだと思います。
LEDと抵抗のつなぎ方
抵抗
繋ぎ方
配線方法
抵抗計算
配線図
LEDと抵抗のつなぎ方を理解することは、LED照明を安全に使用するために不可欠です。具体的な配線方法や抵抗計算の手順を知ることで、並列接続や接続コネクターの適切な使用が可能になります。正確な配線図を参考にし、間違えると起こるトラブルを避けることが重要です。
- LEDライトと車での配線図：接続コネクターの使い方
- 並列でのつなぎ方：効率的な配置と位置の見つけ方
- 実践！抵抗計算で適切な抵抗器を選ぶ方法
- 接続に使う工具を紹介！必要な工具はたったこれだけ！？
- LEDと抵抗の繋ぎ方と計算方法まとめ
LEDライトと車での配線図：接続コネクターの使い方
LEDライトは、車の照明システムにおいて非常に人気があります。
エネルギー効率が高く、長寿命であるため、多くのドライバーがLED照明を選んでいます。
しかし、LEDを車に取り付ける際には、正しい配線方法を理解し、適切な接続コネクターを使用することが不可欠です。
この記事では、LEDライトと車での配線図、接続コネクターの使い方について詳しく解説します。
まず、LEDライトを車に取り付けるために必要な基本的な知識をもう一度再確認しましょう！LEDは特定の電圧と電流で動作します。
通常、車の電源は12Vですが、LEDの動作電圧は2Vから3V程度なので、LEDを車に接続する際には、抵抗を使用して電流を調整する必要があります。
抵抗なしでLEDを接続すると、過電流が流れ、LEDが焼き切れてしまう恐れがありますが、量販店で売られている製品は抵抗を意識する必要はありません。
例えば、オートバックスなどのカー用品店で販売されているものは、すでに抵抗やダイオードが内蔵されているから安心して使えるのです。
次に、LEDのつなぎ方について考えてみましょう。
LEDを並列に接続する場合、各LEDには個別の抵抗器を使用することが推奨され、1つのLEDが故障しても、他のLEDには影響が及ばず、全体の機能を維持することができます。
配線図を作成しながら、各LEDの位置や接続コネクターを確認することで、スムーズな取り付けが可能になります。
ただし、これも部品単体での考え方で、車のDIYパーツで有名なエーモンで販売しているようなLED照明を購入した場合は、抵抗や極性を意識する心配は殆どありません。
また、このようなパーツにはすでにギボシ端子などの接続コネクターが接続されている事が殆どで、はめるだけで点灯させることが可能です。
配線図は、LEDと車の電源を接続する際の重要なガイドです。
配線図には、LEDの極性、抵抗器の位置、接続コネクターの配置が示されています。
極性を間違えると、LEDが点灯しないだけでなく、逆電流によって破損するリスクが高まり、配線を行う前に、必ず配線図を確認し、正しいつなぎ方を理解しておきましょう。
抵抗計算も忘れてはなりません。例えば、5Vの電源を使用する場合、LEDの順方向電圧が2Vであれば、残りの電圧を計算し、適切な抵抗値を求めます。
オームの法則を使って、次のように計算できます。
ここで、Vは残りの電圧、IはLEDに流れる電流です。たとえば、LEDの動作電流が20mA（0.02A）の場合、5Vの電源を使うと、
この3Vに対して、20mAの電流が流れるため、必要な抵抗値は次の通りです。
このように計算した150Ωの抵抗器を使用することで、LEDが適正に動作する電流を制御できます。
接続コネクターの選定も重要な要素です。
車の環境は振動や温度変化が激しいため、耐久性のある接続コネクターを使用することが求められます。
また、接続コネクターを使うことで、配線が簡単になり、メンテナンスも容易になります。
LEDを車に取り付ける際は、接続コネクターがしっかりと固定されていることを確認することが大切です。
この辺のノウハウは、オートバックスやカー用品店に行くと、無料でエーモンがLEDの配線方法やパーツの使い方の冊子を配っているので参考にするとよいでしょう。
取り付けの際には、各LEDの位置を確認し、必要に応じて配線を調整します。
配線の位置を間違えると、LEDが正常に点灯しない場合があるため、事前に配線図に従って、正確に配線を行うことが重要です。
最後に、配線作業が終わったら、実際にテストを行い、LEDが正しく点灯するか確認します。
ここでも、極性を再度確認し、間違いがないかをチェックします！もし動作しない場合は、配線の接続や抵抗の位置を見直す必要があります。
車の場合は、配線を間違えてショートしたりすると、ヒューズが吹っ飛んでつかない事もありますので、もしつかない場合はヒューズを確認する事をお勧めします。
このように、LEDライトと車での配線図、接続コネクターの使い方を理解することで、安全かつ効果的にLED照明を利用することができます。
並列でのつなぎ方：効率的な配置と位置の見つけ方
LED（発光ダイオード）を並列で接続する方法は、特に複数のLEDライトを同時に使用する際に非常に有効です。
並列接続では、各LEDに同じ電圧が供給されるため、個々のLEDの特性を最大限に活かすことができます。
ここでは、並列でのつなぎ方について、効率的な配置や位置の見つけ方、さらには必要な抵抗計算について詳しく解説します。
まず、並列接続の基本的な利点を見てみましょう。
並列接続では、各LEDが独立して機能するため、1つのLEDが故障しても他のLEDには影響がありません。
これは、車の照明や家庭用LED照明において特に重要です。
例えば、車に4つのLEDライトを並列接続する場合、1つのLEDが切れても残りの3つは正常に機能し続けます。
この特性により、全体の信頼性が向上します。
次に、並列接続を行う際の抵抗の役割について考えます。
LEDを直接電源に接続する場合、抵抗が必要で、複数のLEDを並列に接続する際は、各LEDに対して個別に抵抗を設ける必要があります。
何度も解説していますが、LEDの順方向電圧が2V、動作電流が20mA（0.02A）の場合、5Vの電源を使用する際の抵抗計算は150Ωになります。
LEDの抵抗計算は重要なので、何度も解説しています！しっかり覚えてLEDのDIYに役立てましょう。
したがって、各LEDには150Ωの抵抗器を接続する必要があり、LEDが適正な電流で動作し、寿命を延ばすことができます。
さて、効率的な配置についてですが、配線図を作成することが非常に重要です。
配線図は、LEDの位置や接続コネクター、抵抗器の配置を明確に示し、車に取り付ける際は、配線の位置を正確に把握しておくことが不可欠です。
配線図をもとに、LEDを適切な位置に配置することで、視覚的なバランスも考慮することができます。
接続コネクターの選定も重要なポイントです。
電流の量によって配線の太さは決まりますが、配線の太さによって適切なコネクターサイズが異なります。
通常、マイナスとプラス端子のコネクターは異なるものを使用し、誤配線を防止します。
メーカー品の場合は、購入時点で取り付けられている事が殆どですが、そうでない場合は、この辺の文献は沢山あるので、どのような接続コネクターがひつようなのか自分で調べてみましょう。
これは最重要なので再度解説しますが、LEDの極性にも注意が必要です。
LEDには正極と負極があり、これを間違えるとLEDが点灯しないだけでなく、逆電流が流れて破損するリスクがあります。
配線を行う前に、必ず極性を確認し、配線図に従って正しいつなぎ方を行いましょう。
次に、並列接続における位置の見つけ方についてですが、LEDの配置は視覚的な効果にも大きな影響を与えます。
車の外装や内部での配置を考える際、均等に配置することで、見た目のバランスが良くなる為、LEDの光が均一に分布するように配置することも重要です。
これにより、照明効果が向上し、より美しい外観を実現できます。
最後に、並列接続を行った後は、実際にテストを行い、すべてのLEDが正しく点灯するか確認します。
接続が不完全であったり、抵抗の位置が間違っていると、LEDが点灯しないことがある為、必ずテストを行い、問題がないか確認することが大切です。
このように、LEDを並列で接続する際の効率的な配置と位置の見つけ方を理解することで、LED照明をより効果的に活用することができます。
正しい知識を持って、LEDの特性を最大限に活かし、快適な照明環境を実現しましょう。
実践！抵抗計算で適切な抵抗器を選ぶ方法
ただ電池を繋げれば光る豆電球とは異なり、LEDは流す電流に決まりがあり、一般的なLEDは大体20mA前後の電流で、3Vの決まった電圧を印加する必要があります。
ホームセンターの、電子部品コーナーに売られている砲弾型の一般的な高輝度LEDの場合は、流す電流を20mA(ミリアンペア)前後に制御してやる必要があります。
しかし、LEDは物によっては流す電流や電圧が全て一律ではないので、その辺は仕様書を見て抵抗を決定する必要があります。
この電流の値については、購入時にしっかり記されていますので、今回は20mA前後の商品を選択したものとして抵抗の計算方法を解説します。
冒頭で解説した通り、最近では、LEDもホームセンターなどの電気部品の棚に売っている事が多くなりました。
ジャンボエンチョーや、カインズでLEDの単体販売を確認済みですが、他の電子部品専門店と比べると、少々割高感があります。
上記のホームセンターで購入した一般的なLEDでしたら、電流を20mA流せるように抵抗を選択すればよいのです。
カインズで販売しているLEDだと、既に電流制御用の抵抗もセットで販売している親切さです！下記の様に、きちんと定格の電流や電圧が記載してあるものが望ましいです。
実験に使えるコスパと明るさを重視した砲弾型の一般的なLED商品が以下です。
ちょっと気になるのが、LEDと抵抗のお値段です。
赤色の物は198円で、白色は600円近くして倍以上の値段差がありますが、これは、使用している半導体のガリウムによるものです。
主な資源保有国がウクライナや中国ですので、現状を考えると値段が高いのも頷けますし、ガリウムは希少金属なので、そもそもの値段が高価です。
- STEP1必要な部品を確認する
直流電源でLEDを点灯させるなら、必要な部品はLEDと抵抗のたった二つだけ！両方ともまとめ買いがおススメです。
LEDの種類にもよりますが、これだけで100円から200円前後です。交流100Vで実験する時は、絶縁スリーブも揃えるとショートしにくいです。
- STEP2必要な道具を確認する
必要な道具はたったの3種類！全てダイソーで揃える事が可能です。はじめは安いもので十分で、半田ごて・ニッパー・ハンダが必要になります。
本格的に電子工作をする段階に入ったら、ダイソーの商品では少し不便ですので温度調整機能付きの本格的な半田ごての購入をおすすめします。
- STEP3電圧に応じた抵抗計算
LEDに取り付ける抵抗は、電圧に応じて変化しますが、計算の公式は簡単です。
不安な方は電卓を用意しましょう。
- STEP4LEDと抵抗の結線
LEDに抵抗を半田ごてを使い、ハンダで結線しますが、ポイントは、先に半田ごてをあてて部品を温めたら、ハンダを適量流し込み、ハンダから離します。
- STEP5LED点灯 動作チェック
3Vなら安全ですが、100Vでの動作は感電や漏電に十分注意してチェックしてください。(後ほどポイントを纏めます)
上記のフローでも解説しましたが、ざっとまとめて説明します。
必要な部品は、LEDと抵抗と電池を揃えてください。
抵抗の計算方法は、下記に具体的な計算方法を記しているので参考にしてください。(再三警告しますが、100Vは商用電源ですので、100VでLEDを点灯させるときは十分注意してください)
抵抗は、計算値で出たものと同じものが販売されているわけではないので、LEDの電流値が適正値となる近い値の物を選びましょう。
適正値より低い値の抵抗を選べばその分電流が多く流れ、LEDは明るく点灯しますが、適正値より高い値の抵抗値を選べば、その分LEDに流れる電流は少なくなり暗く点灯します。
但し、ここで重要な事は、抵抗で点灯させるLEDはその全てを抵抗で熱に変えて無駄にしている事に等しいです。
抵抗値を高くして、LEDに安全な電流値を確保するという事は、熱になって無駄になるという事です。
余談ですが、簡易的なテーブルタップは、殆ど抵抗やダイオードを使って電圧を落としていますが、他にもコンデンサーを使った方法やトランスを使って電圧を下げる方法。
他にも、レギュレターICを使った電圧制御方法もあります。
抵抗器を選ぶ時のポイントですが、抵抗はそれぞれ細かな値の物が販売しているわけではないので、その値の前後のものを選びましょう。
値は、計算値でした値の中で、低いよりも高め寄りで選ぶとLEDに対する負荷が少なく安全に点灯させる事が出来ます。
抵抗器には、カラーコードが記されており、360Ωの抵抗器は[橙青茶金]のカラーが印字されていますので、下記の模型屋さんの一覧表でも判る通り、360Ωの抵抗器は[橙青茶金]です。
正確には0.144[W]ではないですが、ほぼ1/4Wの抵抗器です。
抵抗のワット数も必ず同じものがある訳ではないので、これも計算した値の前後のものを選びましょう。
抵抗の値を選んだ時と同様に、ワット数も高い値を選ぶと、余裕がありLEDと抵抗に負荷の少ない回路を組む事が出来ます。
余談ですが、カインズで販売されているLEDと抵抗のセットですが、仕様を見ると最大の印加電圧が3.4Vとなっています。
電流は同じく20mAで制御します。
上記の公式に当てはめて計算すると大体85Ω位ですが、茶黒茶金のカラーコードがついて居るので100Ωの抵抗であることが分かります。
今回実験で使用した抵抗はこちらです。
接続に使う工具を紹介！必要な工具はたったこれだけ！？
LEDの接続には半田付けが必要です。
半田付けをするには、半田ごてやハンダがなければ作業出来ません。
他にも、最低限ニッパーの3点があれば問題なく、全てダイソーで手に入ります。
下記の記事で、工具の使い方について詳しく説明していますので、制作前にチェックしてください。
簡単ではありますが、LEDを正確に点灯させることは電気や電子部品の入門には最適な勉強方法だと思います。
ただ、頭で考えただけではなく実際に検証してみる事が大切です。
LEDと抵抗の繋ぎ方と計算方法まとめ
LED照明は、効率的で長寿命な光源として広く利用されていますが、正しく使うためにはいくつかの基本知識が必要で、LEDを安全に動作させるためには、抵抗が不可欠です。
このまとめでは、LEDに抵抗が必要な理由や抵抗計算、つなぎ方の基本について詳しく解説します。
LEDは特定の電圧と電流で動作するため、抵抗なしで直接電源に接続すると、過電流が流れてしまい、過電流がLEDに流れると、瞬時に故障する可能性が高くなります。
したがって、抵抗器を使用して電流を制御することが重要で、抵抗は電流を制御しLEDの寿命を延ばすための重要な役割を果たします。
次に、抵抗計算について説明します。
LEDの必要な電圧と電流を知ることで、適切な抵抗値を計算することができます。
一般的に、LEDのデータシートには推奨される動作電圧と電流が記載されており、これを元に、オームの法則（V = I × R）を使って抵抗値を求めます。
この抵抗計算を行うことで、LEDが安全に動作するための最適な抵抗を選ぶことができます。
また、LEDのつなぎ方も重要です。
特に、車にLEDライトを取り付ける際は、配線方法や配線図を参考にすることが不可欠で、LEDを並列に接続する場合、各LEDに対して個別に抵抗を設けることが推奨されます。
これにより、どのLEDが故障しても他のLEDには影響を及ぼさず、全体の機能を維持できます。
接続コネクターを使用することで、接続部分の信頼性が向上し、長期間の使用が可能になります。
さらに、LEDの極性にも注意が必要です。
LEDには正極と負極があり、これを間違えるとLEDが点灯しないだけでなく、ダメージを与える可能性もあります。
配線の位置や抵抗の取り付け位置を正しく確認し、慎重に作業することが重要で、LED照明を使用する際の配線方法には、事前にしっかりとした計画を立てることが大切です。
最後に、LEDの接続において間違えると起こるトラブルについても触れておきます。
間違った接続や不適切な抵抗の使用は、LEDの寿命を縮めたり、故障を引き起こしたりします。
特に、配線図を理解せずに作業を進めることは、大きなリスクを伴う為、事前にしっかりとした知識を持って取り組むことで、トラブルを未然に防ぐことができます。
このように、LEDに抵抗が必要な理由や抵抗計算、つなぎ方の基本を理解することは、LEDを安全かつ効果的に使用するための第一歩です。
正しい知識を身につけ、適切な配線方法でLED照明を楽しんでください。
電球と違ってLEDには決められた電流、電圧を守って使用する事が前提で、LEDの電流を制御するには抵抗が必要です。(他にも方法はあるが)
必ずしも計算で出した値と同じ抵抗が手に入るわけではない。(過電流防止の為、少し高めの値の抵抗を選択すると良い)
抵抗のワット数に関しても同様で、上記の様に計算で出たワット数に近いものを選ぶ必要があります。
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