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ＬＥＤに付けた抵抗が熱くなります

2007/05/29 21:18

3.2V 2.0A　のＬＥＤを光らせようと思い以下のようにハンダ付けしました。 12Ｖ━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━・・・・・　抵抗■　■　■　■　■　■　■　・・・・・　LED ○　○　○　○　○　○　○　・・・・・ GND ━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━・・・・・ LED=17個抵抗=(12-3.2)/0.02=440Ω　なので 470Ωの物を17個使用しました。実際に接続し電流を流しテスト(家庭用電源を12Vに変換)すると光るのですが抵抗がとても熱くなってしまいます。腺やLEDは熱くなりません。何が悪いのかさっぱり分からないのでアドバイスよろしくお願いします。

SEET444
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yosi_yosi
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2007/05/30 00:51 回答No.6

抵抗器と電熱器は原理は同じですので、抵抗は発熱するものです。 1/4Wタイプだから、それを超えたら発熱するのではなく、消費する電力に依存します。で、今回の場合ですが流れる電流 I=0.02A 抵抗値 R=440Ω ですので、R×I×I で抵抗器が消費する電力が計算できます。 440 × 0.02 × 0.02 = 0.176W つまり、抵抗によって実に0.176Wもの電力が熱に変換されていることになります。(ちなみに、この状態だとLEDで消費する電力は0.064Wです。LEDで消費される電力よりも、抵抗で無駄にしている電力が大きいわけです。) 配線が発熱しないのは、抵抗値が十分に小さいため。 LEDは電気エネルギーが光に変換されるためです。 (大雑把に言えばですが・・・) この回路構成では発熱するのは当たり前です。解決策としては、#3さんが書かれているようにLEDを直列に3個繋ぐのが良いでしょう。この場合、LEDで消費する電力は0.064W×3=0.192W 抵抗で消費する電力は(12-(3.2×3))×0.02 = 2.4×0.02 = 0.048W となり、抵抗で無駄に消費される電力を低く抑えることが出来ます。はじめの構成では、約73%もの電力が抵抗で熱に変換されていたものが、3個直列だと約20%で済ますことが出来ます。お得ですね♪

質問者

お礼 2007/05/30 20:00

お返事ありがとうございます。なるほど！だから熱くなったのですね... しかも少し接続方法が違うだけでこんなにも違う物なのですね。回答を参考に回路を組みなおしてみます。ありがとうございました。

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isoworld
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2007/05/30 10:32 回答No.7

　抵抗器のワット数規格（1/4Ｗ、つまり0.25Ｗ）の半分くらいの消費電力になるような設計にしてください。消費電力が0.176Ｗなら、1/2Ｗの抵抗器を使ったほうが無難です。　それと大事なことは、１７本の抵抗器を密集させて配置すると熱が逃げにくく、温度が上がります。分散させて配置してください。抵抗器のワット数は、周囲に同じような熱いものがない前提での規格値です。実際に回路設計や回路製作を手がけることが少ない人は、案外この過ちをします。　感覚的な判断基準ですが、指先で摘んで、熱い！と指を離さなくて済むようであれば、通常の温度環境では使えます（車のダッシュボードのような熱くなる場所や、通風の悪いところでは要注意です）。　参考までに、１２Ｖの直流電源で３．２ＶのＬＥＤであれば、３個のＬＥＤを直列にして使い、それに更に20ｍＡの定電流素子をかませるようにするほうが省エネ設計になります。（３．２ＶのＬＥＤってあるのですか？）

質問者

お礼 2007/05/30 20:03

お返事ありがとうございます。やはり密集は良くないのですね。アドバイスどおり今後定電流素子もチャレンジしてみたいと思います。

murashin3
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2007/05/29 22:41 回答No.5

抵抗は超小型電熱器と同じですから、放熱が悪ければいくらでも高温になりますよ。 LEDを3個直列にした上で抵抗挿入すれば、抵抗で熱にして捨てていた分が光になるのでこちらの方が環境にやさしいかと。抵抗の発熱も少なくなります。 12Ｖ━┳━┳━┳━┳━┳━┳ 　抵抗■　■　■　■　■　■ 　LED ○　○　○　○　○　○ 　LED ○　○　○　○　○　○ 　LED ○　○　○　○　○　○ GND ━┻━┻━┻━┻━┻━┻ LED=3個直列×6列＝18個とすると抵抗=(12-(3.2*3))/0.02=120Ω　ぐらい。これだと抵抗の損失は 3.6V*0.02A=0.072A　→1/4W品でOK。抵抗をそれぞれ470Ωの3本並列ぐらいで代替すれば買った部品が無駄になりませんね。

質問者