LEDを点灯させるために必要なもの

LED点灯の基本：必要な部品と抵抗値の計算方法

LEDを点灯させるには、以下の3つの部品が必要です。

• 電源（6Vを想定）
• 抵抗（適切な値を計算）
• LED（順方向電圧3Vの白色LED）

LEDの動作原理と抵抗の役割

LEDは特定の電圧（順方向電圧：VF）がかかることで発光します。今回のLEDはVF=3Vのため、電源6VをそのままLEDに流すと、電圧が高すぎて壊れてしまいます。

そこで、電源の6Vのうち3Vを抵抗で消費し、LEDには適正な3Vを与えます。

抵抗値の計算

電流を20mA（0.02A）とすると、オームの法則（V = IR）を使って抵抗値を求めます。

R = V / I = 3V / 0.02A = 150Ω

つまり、150Ωの抵抗を使えば、LEDが適正な電流で光ります。

建物の高さでイメージする

より分かりやすくするために、電圧を建物の高さに例えます。

• 電源6V → 6mの建物
• 抵抗の消費3V → 3mの建物
• LEDのVF3V → 3mの建物

このように、電源の6mの高さから3m分を抵抗で落とし、LEDにはちょうど良い高さ（3m）が届くようにするイメージです。

電流を増やした場合

仮に電流を40mA（0.04A）に増やした場合、抵抗の電圧降下はどうなるでしょうか？

オームの法則に従えば、電流が増えれば電圧降下も増えます。

V = IR = 150Ω × 0.04A = 6V

この場合、電源電圧6Vがすべて抵抗で消費され、LEDには電圧がかからず、点灯しません。したがって、20mAを超える電流を流さないようにすることが重要です。

補足：抵抗が消費するのは電流ではなく電力

「抵抗が電力を消費する」と言いますが、「電流を消費する」とは言いません。

• 抵抗の前後で電流は変わらない（直列回路の場合）
• 抵抗が消費するのは「電力（W）」であり、電流ではない
• 電力は「電圧（V） × 電流（A）」で計算できる

例えば、150Ωの抵抗では、

電力 = 3V × 0.02A = 0.06W（60mW）

この60mWは熱として抵抗から放出されます。

電池を長持ちさせるには？

電池が消耗するのは、電流が流れることで電力（エネルギー）が消費されるからです。抵抗を大きくすると、流れる電流が減るため、電池が長持ちします。

例えば、1kΩの抵抗を使った場合、

電流 = 3V / 1000Ω = 0.003A（3mA）

消費電力 = 3V × 0.003A = 0.009W（9mW）

150Ω（60mW）と比べて約1/6の電力消費になり、電池の持ちが大幅に向上します