LEDの『抵抗』を付けなかったら？

質問

先日、市販の３mmのコード付きLED(白)を買いました。
電池に繋いで模型に使うつもりです。

同じ品の５mmの商品には初めから抵抗も付いていたのですが、
３mmのほうにはコードのみで、抵抗は付いていません。
これは、３mmには抵抗を付けなくても差し障りないとう意味でしょうか？

また、抵抗を付けないで使った場合は
どうなるのでしょうか。
壊れたり、どこかが熱を持ったりしますか？

全くの初心者の質問で申し訳ありませんが
どうぞよろしお願いします。

回答No.4

mini_ta3298 · ベストアンサー

LEDには、何ボルト（V)・何アンペア(mA）という定格があります。
一般に白色LEDの場合、3V・20mAくらいの物が多く流通しています。
この場合には、「３ボルトの電池なら、抵抗が無くても点灯する」ということになります。定格内で使用する分には、壊れることはありませんが、定格に近い場合に多少熱を持つ可能性は否めません。
今回の3mm品については、そういった使用条件付きで抵抗が付属していない商品と推測します。5mm品については、定格の違い等（赤色だったり？）で抵抗が必要なのでしょう。それ以上の追求が必要であれば、商品のメーカーや形式を提示頂ければ、理由が判明すると思いますヨ。

LEDに直列接続する抵抗値は、以下の式で算出します。
抵抗値（Ω）＝（電源電圧－LED定格電圧）÷定格電流

このような基本概念は、検索ワード「LED　抵抗」で検索したり、以前の質問で回答のあった本などに細かい解説があります。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4035449.html

注意点として、例えばパナソニックの「オキシライド」や「エボルタ」に代表されるアルカリ電池でも初期電圧の高いものや、逆に「エネループ」に代表される二次電池（充電式）などの電圧の低いものは、過電圧や電圧不足が生じやすく、使用には注意が必要です。

#1様の仰るとおり、過電圧によりLEDは一瞬で切れます。眩い光を放った直後に焼損し、おおかた発火までには至りません。#2様が検証した実験の内容が非常に興味深いところですが、一瞬で切れない条件を作る方が難しいと思います。というかむしろ、実験とはいえLEDにAC100Vを印加できるバイタリティに敬服します。

お礼

回答ありがとうございます。

＞定格に近い場合に多少熱を持つ可能性は否めません。
よろしければ、具体的にどの辺が熱を持ちそうか教えて頂けませんか？

なるほど。確かにパッケージにも３V以上使わないように、との表記があります。
この条件下であれば大丈夫ということで、抵抗付きとそうでないものがあるんですね。
納得できました。

今回使用する電池は3Vのリチウム電池(コイン型)ですが、
（これはお店(ハンズ)で店員さんに訊いて購入しました。)
今後オキシライドや充電電池を使うことがあれば際は注意します。
とりあえずこれで、発火には至らないということで安心致しました。

お知らせ頂いたURLや本なども参考にがんばってみます。

ちなみに今回購入したLEDは
「株)理研」という会社の、LEDコード球という品物です。

回答No.9

mini_ta3298

#4,#7です。補足が必要になったので、再度・・・

オキシライドやエボルタなどの初期電圧が高い電池では、過電圧による焼損の可能性があるかもしれません。

エネループなどの充電池（二次電池）は定格1.2Vですので、電圧不足で点灯しない可能性があります。

何の電池を御使用になるかが不明な段階の回答でしたので、注意事項として補足した次第です。確かに、リチウム電池ならば【今回のLED】は何の問題もなく気楽に使用できます。
ただ 100均ストラップのLEDは、定格3Vとは明示されていない（当たり前ですが）不明な物ですから、安心材料とするには心許ないですね。
タイガーウッズと東幹久のように、見た目は同じでもポテンシャルに雲泥の差が有るかもしれません。逆に、似てるから「まぁヨシ」とする考えであれば、電気的にはいただけませんが、イメージという意味ではアリなのかもしれません。これを認めてしまうと、これまでの電気の説明が水の泡になるわけですが・・・ｗ

お礼

何度もお答え頂いて恐縮です。

オキシライド等と充電電池の違い、しっかり覚えました。
他にも教えて頂いた点はメモなどもして
忘れないようにしておくことにします。

とにかく今回の品物に限り、という条件で
発熱や点灯しないなどの事はないということで、
使っていきたいと思います。

最後に楽しい例えをありがとうございました。

回答No.8

jl005

＞今回使用する電池は3Vのリチウム電池(コイン型)ですが、
電池がそれなら使えますよ。
100均にLEDのストラップ？（小型で押すとLED光る物）の中身はコイン電池に直接LEDの足を付けているだけです。
それと同じと思えば、気楽に工作出来ます。

回答No.7

mini_ta3298

＞具体的にどの辺が熱を持ちそうか
具体的には、LEDの発光部（中心部）が熱源となります。

#4の補足ですが、オキシライドやエボルタでは過電圧による焼損、二次電池では電圧不足による不点灯が懸念されるという意味です。

以上、質問者様の疑問は解消されたことと思いますが、大きく脱線しない程度に下記の余談を追記して、本件の回答を終了させて頂きます。

「理研　コード球」で検索したところ、ウルトラマンの模型のサイト（URL無断記載NGにつき御容赦下さい）に商品の写真がありました。
確かに青色LED、3Vの商品がありますね。白色は基本的に青色LEDを蛍光黄色で反射させたもので、電気的な定格は同等と考えられますので、3Vちょうどで点灯する特性のLEDが存在する、もしくは従来からある3.2V定格のLED（3Vで点灯します）を使用しているということでしょう。
工作・ホビー用と表示されていることからも、おそらくは後者3.2V定格品を安全マージンを含んで「3V」商品として謳っているものと考えます。

3.5V付近の定格を持つLEDを乾電池１～２本で点灯させる場合、昇圧回路を持たせることになります。大概の物は一旦5V程度に昇圧した電圧を抵抗分圧して、定格電圧まで下げる回路になっていると推測します。
コンビニで売っている800～1000円の幹電池式携帯充電器で、乾電池を２本使用しているもの（３本はNG）は、この回路が入っていますから、これの出力をLEDに利用するのであれば、電池の種類を心配せずに安定した3V（100Ω抵抗要）や3.5V（同75Ω）が得られそうですね。
100均のLEDライト等で電池３本使用の物が多いのは、コスト面で昇圧回路を搭載できないといった背景があるのでしょう。

お礼

そうですか。点灯しないことががあるかもしれないというほうだったのですね。
オキシライドはパワーが強いから注意が必要なのかと誤解していました。
ご丁寧にありがとうございます。

初めに回答して頂いたあと、
自分でも試してみなければと思い
実際に使うもので全てを剥き出しにしながら
６時間ぐらい点灯してみた結果、どこも熱くならずに済みました。

＞工作・ホビー用と表示されていることからも、おそらくは後者3.2V定格品を安全マージンを含んで「3V」商品として謳っているものと考えます。

なるほど、それで熱くならずに済んでいるのかもしれません。

この品物は、工作用としてそれなりに配慮されているようですね。
回答を伺ってやっと安心して使うことができると喜んでいます。
色々と素人にも理解しやすく回答して頂き
本当に助かりました。

回答No.6

aaa1099

3Vで点灯したとありますが　それは白色系ですか？
一般に白色系は印加電圧が3.4とか3.6V程度必要な為
昇圧回路を組まないと3Vでは点灯するとこができません
乾電池の初期電圧が若干高めのこともあり
これで点灯した可能性があるのでしょうか？

事実、製品としてのLEDライトは
DC-DCコンバーター内蔵であるならば1.5Vや3Vの電池電圧で
ドライブ可能となり　DCコンなしの場合は
乾電池3個直列にしてドライブさせています

お礼

白です。
理由はあまりよく解らないんですが、
ちゃんと安定して点灯してくれていました。
品物として３V以下と注意書きされていますので、
そのような仕様になっているのかもしれません。
回答ありがとうございます。

回答No.5

aaa1099

遥か昔　東芝の緑系led　TL123（確かこんな型番だった）でどうなるんだろう
ってな疑問からチャレンジしました
通常使用条件より確かに明るく、　数秒で表面が触れないほど熱くなり
数十秒（数秒だったのか？）で煙が出てきてご臨終となりました

回答No.3

aaa1099

3Vで燃えることはありませんが、
白色系では点灯することができません

通常は下記式で保護抵抗を計算します

R＝（電源電圧-印加電圧）÷0.02
印加電圧は使用するledの資料を見る必要がありますが
通常は1.7v程度です
また　流す電流は20mmA程度です

お礼

３Vでは白色系は点灯できないとおっしゃいましたが、
今回購入した物は一応試してみましたが、点灯はしました。

抵抗をつける計算式はいろいろなサイトを見て知っているのですが、
まだまだチンプンカンプンで勉強が必要だと実感しております。
ご丁寧に何度も回答して頂き、大変参考になりました。
ありがとうございます。

回答No.2

aaa1099

一瞬じゃ切れないだろ！

印加電圧にもよるけど過発熱して切れる（燃える）でしょう
AC100ラインで検証したことがあります

お礼

回答ありがとうございます。
すぐ切れるわけではないんですね。
発熱するのは困りますが、3ボルトの電池でも燃えてしまうでしょうか…。

回答No.1

noname#252929

何ボルトで使うのか判りませんが、電圧をオーバーした状態で使用すると一瞬で切れます。
フィラメントを持っている電球より電圧や電流のオーバーには、弱いです。

また、電圧が低いと点灯しません。

お礼

回答ありがとうございます。
パッケージ表示の通り、3ボルトの電池を使うんですが
切れてしまうんでしょうか。