LEDを抵抗を介して接続する必要があるのはなぜですか

LEDストリップには、 抵抗器, PCB (LED がインジケーターとして機能する) には抵抗器があり、LED 電球にも抵抗器があります。それは抵抗器です。何が問題ですか？通常、LED は抵抗を介して接続されるのはなぜですか? LED用の抵抗とは何ですか？

実際、すべては非常に簡単です。 LED の動作に必要な DC 電圧は非常にわずかですが、それ以上の電圧を印加すると LED が焼き切れます。 公称値より 0.2 ボルト高い電圧を少し加えたとしても、LED リソースはすでに急速に減少し始めており、すぐにこの半導体光源の寿命が終わります。

たとえば、赤色 LED は通常動作に正確に 2.0 ボルトを必要としますが、その電流消費は 20 ミリアンペアです。 2.2 ボルトを印加すると、p-n 接合が破壊されます。

LED メーカーが異なると、使用される半導体や LED テクノロジーに応じて、動作電圧が一方向または他方向で若干異なる場合があります。ただし、たとえば、有名メーカーの赤色 SMD LED の電流-電圧特性を見てください。

ここでは、すでに 1.9 ボルトで LED が薄暗く発光し始め、その出力に正確に 2 ボルトが印加されると、発光が非常に明るくなることがわかります。これが公称モードです。ここで電圧を 2.1 ボルトに上げると、LED が過熱し始め、すぐにそのリソースを失います。 2.1 ボルトを超える電圧が印加されると、LED が燃えます。

さあ、思い出しましょう 回路の一部に関するオームの法則: 回路セクションの電流は、このセクションの両端の電圧に正比例し、その抵抗に反比例します。

したがって、LED に流れる電流が 20 mA、端子間の電圧が 2.0 V である場合、この法則に基づいて、どの LED が動作中に抵抗を持つことになるでしょうか。正解: 2.0 / 0.020 = 100 オーム。動作状態の LED は、2 * 0.020 = 40 mW の電力を持つ 100 オームの抵抗と特性が同等です。

しかし、ボードに 5 ボルトまたは 12 ボルトしかない場合はどうなるでしょうか? LEDが焼き切れないように、そのような高電圧でLEDに電力を供給するにはどうすればよいでしょうか?ここに世界中の開発者がいて、追加で使用するのが最も便利であると判断しました 抵抗器.

なぜ抵抗器なのか？ これは、リソースと電力消費の点で最も収益性が高く、最も経済的で、最も安価なため、LED を流れる電流を制限する問題を解決する方法です。

したがって、利用可能な 5 ボルトがあり、100 オームの「抵抗」の両端に 2 ボルトを得る必要がある場合、その 5 ボルトを、便利な 100 オームのグロー抵抗器 (この LED です) と別の抵抗器 (公称値) の間で分割する必要があります。のうち、利用可能なものに基づいて計算する必要があります。

この回路では、電流は可変ではなく一定であり、定常状態ではすべての要素が線形であるため、回路全体の電流は同じ値になります（この例では20 mA）。これがLEDに必要なものです。したがって、抵抗器R1を流れる電流が20mAになり、その電圧がわずか3ボルトになるような値の抵抗器R1を選択します。これはどこかに配置する必要があります。

オームの法則によれば、I = U / R、したがって R = U / I = 3 / 0.02 = 150 オームとなります。そして強度についてはどうでしょうか？ P = U2/R = 9/150 = 60 mW。 0.125Wの抵抗はあまり熱くならないので大丈夫です。これで、LED の抵抗が何であるかは誰にとっても明らかです。

以下も参照してください。 LED仕様