使い方
- 電源電圧を入力
回路に供給する電源電圧(V)を入力します。
- LED情報を入力
LEDの順方向電圧(Vf)と定格電流(mA)を入力します。
- 結果を確認
計算するボタンをクリックすると、必要な抵抗値と最も近い標準抵抗値が表示されます。
LED直列抵抗とは？
LED（発光ダイオード）は、定められた順方向電圧（Vf）を超えると電流が指数関数的に急増する非線形素子です。自分自身で電流を制限できないため、電源にLEDだけを直接つなぐと過電流が流れ、一瞬で焼き切れてしまいます。
これを防ぐためにLEDと直列に接続する電流制限抵抗が、LED直列抵抗です。抵抗が電源電圧とLED順方向電圧の差（余分な電圧）を引き受け、LEDに流れる電流を定格値（通常20mA）に固定します。
どこで使うか
- 電源表示灯やステータスLEDなど、単純な点灯回路
- ArduinoやRaspberry PiのGPIOにLEDを接続するとき
- LEDストリップ、看板、舞台照明の電流設計
計算式
オームの法則から導かれるLED直列抵抗の式は次のとおりです。
R = (Vs - Vf) / If
- Vs：供給（電源）電圧（V）
- Vf：LED順方向電圧（V）
- If：LED順方向電流（A）— mAは1000で割って換算
例えば5V電源にVf 2V、If 20mAの赤色LEDを接続すると R = (5 - 2) / 0.02 = 150Ω になります。抵抗の消費電力は P = (Vs - Vf) × If = 3V × 0.02A = 0.06W なので、1/4W（0.25W）の抵抗で十分です。
よくある質問
LEDに抵抗が必要な理由は何ですか？
LEDには電流制限機能がないため、過電流が流れると即座に損傷します。直列抵抗は電流を適正なレベルに制限してLEDを保護します。R = (Vs - Vf) / If の式で必要な抵抗値を計算します。
LED順方向電圧（Vf）はどう確認しますか？
LEDのデータシートで確認するのが最も正確です。おおよその値では、赤が約2V、黄・緑が約2.1〜2.2V、青・白が約3.0〜3.5Vです。色（波長）が短いほどVfは高くなります。
E24標準抵抗とは何ですか？
E24はIEC 60063規格で定められた24個の基本抵抗値シリーズです。10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91を基本とし、その10倍系列（×10, ×100, ×1k, ×10k）も標準値です。実際に市場で購入できる抵抗はこれらの標準値です。
LEDに流れる電流が大きすぎるとどうなりますか？
過電流が流れるとLEDが過熱し、寿命が縮むか即座に破損します。一般的な表示用LEDの定格電流は20mAで、高輝度LEDはより高い電流を許容します。常にデータシートに記載された最大順方向電流以下で使用してください。
計算値と異なる抵抗を使ってもよいですか？
計算値より大きい抵抗を使うと電流が減ってLEDが少し暗くなるだけで安全です。そのため正確な計算値がないときは、一段上のE24標準値を選ぶのが安全です。逆に計算値より小さい抵抗は過電流の危険があるため避けるべきです。
抵抗の消費電力（ワット）はなぜ重要ですか？
抵抗は引き受けた余分な電圧の分だけ電力を熱として消費します。P = (Vs - Vf) × If で計算し、この値が抵抗の定格電力を超えると抵抗が焼けます。計算された消費電力の2倍以上の定格（例：0.06Wなら1/4W抵抗）を選ぶのが安全な余裕です。
複数のLEDを接続するとき抵抗はどう計算しますか？
直列接続では各LEDのVfをすべて合算して式のVfの位置に入れ、抵抗1つで計算します（ただし合算VfがVsより小さい必要があります）。並列接続ではLEDごとに別々の抵抗を付けることが推奨されます。1つの抵抗で並列LEDをまとめると個体差で電流が片側に偏ることがあります。
電源電圧がLED順方向電圧とほぼ同じ場合はどうしますか？
VsとVfの差が小さすぎると(Vs - Vf)が小さくなり、必要な抵抗値が非常に小さくなって、電圧変動で電流が大きく揺れ不安定になります。一般にVsはVfより最低1〜2V以上高く取るのが安定した設計です。
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