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LED電流制限抵抗値の計算方法


LEDを直接12Vで繋いでしまっては過電流により壊れてしまいます。
抵抗やCRD(定電流ダイオード)を入れて電流を制限し、LEDを保護する必要があります。
また、LEDには電球と違い極性(+−)があり、逆に繋いでしまうと壊れてしまいます。

LEDの電流制限抵抗値はオームの法則を用いて求めます。
E=IR
つまり
電圧(V)=電流(A)×抵抗(Ω)

鉄道模型の場合、ここで入力電圧は通常12Vになります。
(DCCをお使いの場合は少し高めの16Vで計算します。)

ただし、そのまま12Vをオームの法則に代入するのは間違いです。
抵抗にかかる電圧で計算いたします。

通常LEDを点灯させる場合、下のような配線となります。
表面実装型(SMD)
 電源の+側 → 抵抗 → LED → ダイオード → 電源のー側
   この場合のLEDは電流値が20mA電圧定格が3Vとします。
(白色LEDは20mA、赤色LEDは10mAのものが多いようです。)

上記例の場合、LEDの電圧定格(Vf)が3Vなので3V×1個=3V
次に入力電圧が12Vなので先ほどのLED全体の消費電圧3Vを引くと
12V-3V=9V
抵抗にかかる電圧が9Vになります。

この回路に20mAの電流を流してLEDを発光させたい場合は
20mA=0.02A
つまり
白色LEDを点灯させるには9V/0.02A=450Ωとなります。
(お店では安全策として余裕を少し持たせた510Ωをオススメしています。)
同様に赤色LEDなど電流値が10mAの物を使う場合は
9V/0.01A=900Ωとなります。
(お店では安全策として余裕を少し持たせた1000Ω(1kΩ)をオススメしています。)

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