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LED 抵抗 計算機(電流制限抵抗)

公開更新|書いている人:鉄鋼・金属加工の現場に28年。いまは製造現場の管理職です。

電源電圧・LEDの色・電流を入れるだけで、必要な抵抗値(標準値)推奨ワット定格を計算します。直列複数LEDにも対応。入力は自動保存。

計算式やVF・IFの決め方、W数の選び方はLEDの抵抗値の計算方法で解説しています。

条件を入力

Vf(順方向電圧)はLEDの色・銘柄で変わります。正確にはデータシートの値を入力してください。一般的な抵抗は標準電流20mAが目安。

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計算式

LEDに直列に入れる電流制限抵抗は次の式で求めます。

R = ( 電源電圧 − LED順方向電圧 × 直列数 ) ÷ 電流

例:電源5V、赤色LED(Vf=2.0V)1個、電流20mA(=0.02A) なら R =(5−2.0)÷0.02 = 150Ω。 実際は入手しやすい標準値(E24系列)に丸め、電流が増えすぎないよう切り上げ側を選びます。

抵抗のワット数(定格電力)も大事

抵抗には消費できる電力の上限(1/4W など)があります。抵抗の消費電力は P =(電源電圧 − 合計Vf) × 電流 。発熱で焼けないよう、計算値の2倍以上の定格を選ぶのが安全です。 本ツールは推奨定格も表示します。

LEDの色別 順方向電圧(Vf)の目安

  • 赤・橙:約2.0V
  • 黄:約2.1V/黄緑:約2.2V
  • 緑(高輝度)・青・白:約3.0〜3.2V

色はあくまで目安です。正確な値はLEDのデータシートに記載の Vf を入力してください。

そもそもなぜ抵抗が要るのか

LEDは抵抗と違って、電圧に比例して電流が流れる部品ではありません。順方向電圧(Vf)を少し超えたところから 電流が急激に立ち上がる特性を持っていて、たとえばVf 2.0Vの赤色LEDに2.2Vをかけただけで、 定格をはるかに超える電流が流れてしまいます。電源に直結すると一瞬光って焼き切れるのはこのためです。 そこで直列に抵抗を入れ、「電源電圧のうちLEDが使わない分を抵抗で受け持たせる」ことで電流を決めてやります。 電流を決めているのはLEDではなく抵抗のほう、と考えると計算式が納得しやすくなります。

標準値へ丸めると電流はどう変わるか

計算で出た抵抗値がそのまま売っているとは限りません。市販の抵抗はE24系列などのとびとびの値なので、 近い標準値に丸めて使います。このとき小さい側へ丸めると電流が増える点に注意してください。

例:電源5V・白色LED(Vf 3.2V)・目標20mAなら R =(5−3.2)÷0.02 = 90Ω。E24系列では91Ωか82Ωが近い値です。 91Ωを選ぶと実際の電流は 1.8÷91 ≒ 19.8mA、82Ωなら 1.8÷82 ≒ 22.0mA。 82Ω側は目標より1割ほど電流が増えるので、定格20mAのLEDでは切り上げの91Ωが無難です。 明るさは電流に対しておおむね比例するので、1割の差はほとんど見た目に出ません。

電源電圧が足りているかを先に確かめる

電源電圧が合計Vfに近いと、抵抗で受け持つ電圧(電源電圧−合計Vf)がごくわずかになり、 部品のばらつきや電池の消耗で電流が大きく振れるようになります。 たとえば3.3Vのマイコン電源で白色LED(Vf 3.2V)を光らせようとすると、抵抗に残るのは0.1Vしかありません。 Vfが3.4Vの個体に当たれば点灯すらしません。目安として、抵抗側に電源電圧の2割以上、できれば1V以上を残せる組み合わせを選んでください。

電源赤(2.0V)青・白(3.2V)
3.3V65Ω(余裕1.3V・可)余裕0.1V・実用外
5V150Ω90Ω
12V500Ω440Ω

いずれも電流20mA・LED1個で計算した目安値です。12Vのように余裕が大きいほど、 抵抗が受け持つ電力(発熱)も増えるので、ワット定格の確認を忘れないでください。

よくある失敗

  • 並列のLEDに抵抗を1本だけ入れる:Vfのわずかな個体差で、Vfが低いLEDに電流が偏ります。片方だけ明るくなり、やがて焼けます。並列時はLEDごとに抵抗を入れます。
  • 電池の初期電圧で計算する:アルカリ電池は使い始めが1.6V近くあります。新品時の電圧で計算しておくと、消耗するにつれ暗くなっていきます。
  • ワット定格を計算しない:12V電源で赤色LEDを20mA流すと抵抗の消費電力は 10×0.02 = 0.2W。1/4W(0.25W)品ではほぼ上限で、かなり熱くなります。

よくある質問

電流は何mAにすればいいですか?
一般的な砲弾型LEDは20mA前後が標準ですが、表示用途なら5〜10mAでも十分に見えます。電流を下げるほど抵抗の発熱もLEDの劣化も減るので、明るさが足りていれば低めに設定して構いません。データシートの絶対最大定格は超えないようにしてください。
LEDを複数つなぐにはどうしますか?
直列にすると各LEDの順方向電圧が足し算になるため、電源電圧が合計Vfより十分高い必要があります。本ツールの「直列LED数」に本数を入れてください。並列にする場合は、Vfの個体差で電流が偏るためLEDごとに抵抗を入れます。
抵抗はLEDのプラス側とマイナス側のどちらに入れますか?
どちらでも同じです。直列回路なので流れる電流はどこでも等しく、抵抗の位置で電流値は変わりません。基板の配線がしやすい側に入れて構いません。
計算した抵抗値がE24系列にありません。どちらへ丸めますか?
原則として大きい側(切り上げ)へ丸めます。小さい側にすると電流が増えて、LEDにも抵抗にも余裕がなくなるためです。明るさが足りないと感じたときだけ、定格電流の範囲内で一段小さい値に落としてください。
抵抗が熱くなるのですが大丈夫でしょうか?
消費電力 P =(電源電圧−合計Vf)×電流 を計算し、抵抗の定格の半分以下に収まっているか確認してください。定格ぎりぎりで使うと表面温度がかなり上がります。定格を1つ上げるか、電流を下げるか、LEDを直列にして抵抗が受け持つ電圧を減らすのが対策です。