最終更新: 2026-06-16

LED 直列抵抗

LED は電流を安全なレベルに制限するために、直列に抵抗を入れる必要があります。この計算では、電源電圧 $V_S$、LED の順方向電圧 $V_F$、そして流したい順方向電流 $I$ の 3 つの値から、その抵抗を求めます。また、抵抗が消費しなければならない電力も示すので、適切な定格の部品を選べます。

公式

$$R = \frac{V_S - V_F}{I} \qquad P_R = (V_S - V_F)\,I$$

量	記号	単位
直列抵抗	$R$	オーム (Ω)
抵抗の消費電力	$P_R$	ワット (W)
電源電圧	$V_S$	ボルト (V)
LED の順方向電圧	$V_F$	ボルト (V)
順方向電流	$I$	アンペア (A)

抵抗は、LED が受け持った分を差し引いて残った電圧 $V_S - V_F$ を降下させます。これを選んだ電流で割れば、オームの法則から抵抗値が得られます。

計算例

9 V の電源で、順方向電圧 2 V の赤色 LED を 20 mA で駆動する場合を考えます。

$$R = \frac{9 - 2}{0.02} = \frac{7}{0.02} = 350\ \Omega$$ $$P_R = (9 - 2)\times 0.02 = 0.14\ \text{W}$$

正確な値である 350 Ω は標準の抵抗値ではないため、最も近い大きめの標準値は 360 Ω となります。330 Ω もよく使われ、少し電流が増えます。0.14 W の消費電力は 1/4 W の抵抗で余裕をもってまかなえます。

よくある電源電圧に対する抵抗

赤色 LED（$V_F = 2\ \text{V}$）を 20 mA で駆動する場合：

電源 $V_S$	抵抗 $R$	消費電力 $P_R$
3.3 V	65 Ω	0.026 W
5 V	150 Ω	0.06 W
9 V	350 Ω	0.14 W
12 V	500 Ω	0.20 W

なぜ重要か

LED には内部に電流を制限する仕組みがないため、順方向電圧をわずかに超える電圧でも破壊的な電流を流してしまうことがあります。直列抵抗は予測可能な動作点を設定します。計算した抵抗値が標準値の間に入るときは、一つ大きい標準値を選びます。そうすれば電流がわずかに少なめになる側に振れ、LED を定格内に保てます。定格電力に余裕を持たせること、すなわち計算した消費電力の 2 倍程度の定格の抵抗を選ぶことで、部品が長期にわたって熱を持ちにくくなります。

よくある質問 (FAQ)

LED にはなぜ直列抵抗が必要なのですか。

LED には内部に電流を制限する仕組みがありません。順方向電圧を超えると、わずかな電圧上昇で電流が急増し、すぐに過熱して破損することがあります。直列に入れた抵抗が、電源電圧と LED の順方向電圧の差を降下させることで電流を安全な値に設定します。抵抗がなければ、LED は電源が供給できる限りの電流を引き込んでしまいます。

LED 用の抵抗はどう計算しますか。

抵抗だけにオームの法則を当てはめます。抵抗は、電源電圧から LED の順方向電圧を引いた電圧を、目標の電流で降下させる必要があります。R = (Vs − Vf) / I。例えば、9 V の電源、2 V の LED、20 mA の電流なら、R = (9 − 2) / 0.02 = 350 Ω となります。

抵抗の定格電力はどれくらい必要ですか。

抵抗で消費される電力は P = (Vs − Vf)·I です。上の例では (9 − 2) × 0.02 = 0.14 W なので、1/4 W（0.25 W）の抵抗で十分な余裕があります。目安として、計算した消費電力の少なくとも 2 倍の定格電力を選ぶと、抵抗が熱を持ちにくくなります。

計算した抵抗値が標準値でない場合はどうしますか。

抵抗は E12 や E24 などの標準系列で販売されているため、350 Ω のような正確な値は存在しないことがあります。最も近い大きめの標準値を選んでください（例えば 360 Ω、もしくは少し電流が増えても良ければ 330 Ω）。抵抗値が大きいほど電流はわずかに減り、LED は少し暗くなりますがより安全に、抵抗値が小さいほど電流は増えます。