LED直列抵抗 計算ツール
電流制限抵抗値と消費電力を算出
Required Parameters
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Quick Answer
Formula: R = (Supply Voltage - LED Forward Voltage) / Target Current. Use this to find the exact current-limiting series resistor required for your LED.
LED直列抵抗 計算ツール — 設計ガイド
この計算ツールを使って、LED回路に必要な電流制限抵抗の正確な値を求めることができます。適切な抵抗値を選択することで、LEDが定格の明るさで動作し、最大電流を超えず、早期故障を防ぐことができます。
LED抵抗の計算式
R = (V電源 − Vf) / If
各パラメータ：
- V電源 = 電源電圧（例：5V、12V）
- Vf = LEDの順方向電圧降下（色により異なる）
- If = 目標順方向電流（標準LEDでは通常20 mA）
- R = 必要な直列抵抗値
代表的なLEDの順方向電圧
| LEDの色 | 一般的なVf | 波長 |
|---|---|---|
| 赤外線 | 1.1–1.5V | 850–940 nm |
| 赤 | 1.8–2.2V | 620–645 nm |
| 橙 | 2.0–2.2V | 590–610 nm |
| 黄 | 2.0–2.2V | 570–590 nm |
| 緑 | 2.0–3.5V | 520–570 nm |
| 青 | 3.0–3.5V | 450–490 nm |
| 白 | 3.0–3.5V | 広帯域 |
| 紫外線 | 3.0–4.0V | 380–420 nm |
設計例
5V電源での単一LED
赤色LED（Vf = 2.0V、If = 20 mA）：
- R = (5V − 2.0V) / 0.020A = 150 Ω
- 電力：P = (3.0V)² / 150 = 60 mW → 1/8W抵抗で十分
- 最も近い標準値：150 Ω（E24系列）✓
12V電源での単一LED
青色LED（Vf = 3.2V、If = 20 mA）：
- R = (12V − 3.2V) / 0.020A = 440 Ω
- 最も近い標準値：470 Ω → If = 8.8V / 470 = 18.7 mA（十分）
- 電力：P = 0.0187 × 8.8 = 165 mW → 1/4W抵抗を使用
直列接続の複数LED
12Vから赤色LED 3個を直列接続：
- 合計Vf = 3 × 2.0V = 6.0V
- R = (12V − 6.0V) / 0.020A = 300 Ω
- 最も近い標準値：330 Ω → If = 6.0V / 330 = 18.2 mA ✓
抵抗の電力定格
抵抗器の消費電力を必ず確認：
P = (V電源 − Vf)² / R
| 計算された電力 | 推奨定格 |
|---|---|
| < 62 mW | 1/8W（0.125W） |
| 62–125 mW | 1/4W（0.25W） |
| 125–250 mW | 1/2W（0.5W） |
| 250–500 mW | 1W |
ベストプラクティス： 長期的な信頼性のため、計算された消費電力の少なくとも2倍の定格電力を持つ抵抗器を選択してください。
よくある間違い
- 抵抗器を省略する — LEDは動的抵抗が非常に低く、過大な電流を流して瞬時に焼損します。
- 間違ったVfを使う — 必ずデータシートを確認してください。緑色と白色LEDのVfは赤色や黄色よりもかなり高いです。
- 消費電力を無視する — 特に12Vや24V電源では、サイズが小さすぎると抵抗器が過熱する可能性があります。
- 並列LEDで1つの抵抗を共有する — 均等な電流分配のため、各LEDにそれぞれ独立した抵抗器が必要です。
直列接続 vs. 並列接続
- 直列： すべてのLEDが同じ電流を共有。均一な明るさに最適。電源電圧の制限あり（合計Vfを超える必要あり）。
- 並列： 各ブランチが独立した電流。各ブランチに独自の抵抗が必要。直列では電圧が不足する場合により多くのLEDを使用可能。
関連ツール
- オームの法則計算ツール — 基本的なV、I、R、P計算
- 抵抗カラーコード計算ツール — バンドの色で抵抗値を特定
- 分圧回路計算ツール — 電圧スケーリングネットワークの設計
- 抵抗計算ツール — 抵抗器の直列/並列の組み合わせ
Design Notes
LEDs are current-driven semiconductor devices. Without a series resistor, they will draw excessive current and burn out instantly. The forward voltage (Vf) depends on the LED color (e.g., ~2.0V for Red, ~3.3V for Blue/White). Always round your calculated resistor UP to the nearest standard E12/E24 value to protect the LED. Furthermore, factor in the power dissipation of the resistor (P = I²R) – if it exceeds 0.125W, consider using a 1/4W or 1/2W package.
Common Mistakes
- 1
Placing multiple parallel LEDs on a single resistor: Variations in Vf will cause thermal runaway in the LED with the lowest Vf.
- 2
Putting LEDs in series where the total Vf exceeds the supply voltage (the LEDs will simply not turn on).
- 3
Forgetting to calculate the heat (power dissipation) of the resistor, especially when dropping large voltages (e.g., 12V supply to a 2V LED).
Engineering Handbox
1. Calculate total forward drop: 2 LEDs × 3.3V = 6.6V 2. Subtract from supply: 12V - 6.6V = 5.4V excess to drop 3. Resistance: R = V / I = 5.4V / 0.020A = 270Ω 4. Resistor Power: P = I²R = (0.020)² × 270 = 0.108W
Knowledge Base
LEDの一般的な順方向電圧は？
赤：1.8〜2.2V、緑：2.0〜3.5V、青/白：2.8〜3.6V。必ずデータシートを確認してください。
なぜLEDに直列抵抗が必要？
LEDは指数関数的なI-V特性を持ち、抵抗なしでは瞬時に破壊的な電流が流れます。
並列LEDに1本の抵抗は使える？
いけません！Vfの製造ばらつきにより熱暴走が発生し、最もVfの低いLEDから順に焼損します。
Arduino 5VでLEDを点灯する抵抗は？
赤LED（Vf=2V、If=20mA）：R = (5-2)/0.02 = 150Ω。安全マージンを考慮し220Ωが一般的。
抵抗値は切り上げ？切り捨て？
必ず切り上げて次の標準値を使用。切り捨てると電流増加でLED寿命が短くなります。
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