発光ダイオードの使用に必要な抵抗の値を求める計算式

質問

発光ダイオード 3.3V／20mAを光らす為に電源としてACアダプター 3.3V／1.5Aを使う場合、必要な抵抗は何オームですか？
また、上記数値が変わっても応用できる計算式の提示もお願いします。

1.5Aは20mAの75倍ですが、これは大電流と言えますか？　“大電流が流れるとダイオードが壊れる”という記述をよく見ますが、ではこのACアダプターを使った場合、瞬時にダイオードが壊れるという事ですか？　それとも、雷が落ちた場合等を想定しているという事でしょうか？

回答No.12

kantaro1985 · ベストアンサー

＞この抵抗有りのほうのグラフでいうと、
LEDの能力一杯を引き出そうとすると（LEDに20mA流す場合）電源が4.3Vぐらいは必要という事になると思いますが、その場合、電圧オーバーして電源が6.3Vになった場合、結局、過電流が流れると思いますが、その場合、抵抗器を付けても無意味のように思われますが。

なぜ、無意味という結論に至ってしまうかなぁ。
よく考えて欲しいです。
まず、何故2Vの電圧オーバーがあるとかんがえたのか？
回答No5の補足で、2Vというのを導き出しているようだけど、これも、回答No5の内容を誤って解釈した結果、2Vという数字になってしまっています。

通常、ACアダプタの電圧変動は±10%以下ぐらい。
3.3Vが2V変動したら、相手の機器を壊しまくると思いますよ。

そこで、仮にプラス0.5Vの変動があると仮定しましょうか。（これでもかなり大きめ）
ACアダプター3.3V抵抗無しと、5VのACアダプターで、5Vの時に20mAとなるように85Ωの抵抗を入れた物と比較します。

抵抗無しでは、3.3Vで20mAですが、3.8Vでは、回答No6に添付したグラフの上限を超えて60mA近くまで流れます。
定格の3倍近い電流です。
でも、抵抗85ΩでACアダプター5V,20mAとした場合、5.5Vまで変動しても25mA程度に留まります。
定格は、オーバーしていますが、抵抗無しの時のように3倍近い電流が流れるのとでは全く異なります。
85Ωを100Ωにしておけば、5.5Vでも22mA程度ですし、5Vで18mA程度になるので、充分に実用になるでしょう。

つまり、抵抗無しでは電源電圧＝LED電圧なので垂直線との交点になりますが、抵抗を入れれば斜めの線との交点になるので、その分、電圧変動に対する電流変化を少なくする事が出来るのです。

分かっていただけたでしょうか？

補足

抵抗器が使われる意味がやっと解りました。ありがとうございました。

＞抵抗無しでは垂直線との交点になりますが、抵抗を入れれば斜めの線との交点になる
という説明がイメージが湧き易かったです。

回答No.2

ohkawa3

発光ダイオードの順方向電圧よりも、ACアダプターの出力電圧の方が高くないと、希望する電流で発光ダイオードを点灯させることができません。
20mAよりも少なくても、点灯していればよいのであれば、100Ω程度の直列抵抗を入れてお試しください。この抵抗値は、発光ダイオードの順方向電圧が3.3Vより低い場合や、ACアダプターの出力電圧が3.3Vより高い場合に、発光ダイオードに過電流が流れることを防ぐことが目的で、目の子勘定で決めた値です。

“大電流が流れるとダイオードが壊れる”
20mAの数倍程度の電流が数100ms流れた程度では発光ダイオードは壊れません。もっと長時間電流が流れると、発光ダイオードの温度が上がり過ぎて壊れます。
雷のように100μsよりも短時間の現象でも、20mAの100倍を超えるような大電流がながれれば瞬時に壊れてもおかしくないでしょう。

補足

発光ダイオード 3.3V，ACアダプター 3.3Vの場合は抵抗器は不要という事ですか。

回答No.1

iijijii

3.3VのACアダプタと言ってもきっちり3.3Vのわけではなく物によって出力電圧はまちまちです。
1.5A流した時は3.3Vぐらいだよって程度に捉えるのが良いでしょう。

ですから抵抗値なんて決まりません。
そんな貴方には
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06133/
これをお勧めします。

LEDと直列につなぐだけで大体3.3V-20mAにしてくれます。
電源電圧さえ上げればLEDを何個直列にしてもOKです。