抵抗なしダメ!ledライトの抵抗を交換・改造するときの計算方法まとめ

100円ショップのLEDライトは、明るくて私も好きで買ってしまいます。この写真のLEDはその一部です(笑)

100円ショップのLEDライト

ところが使っているとトラブルが発生することも。

「あれ?電池が減ったのかな?」

ところがすぐにledが焼けて、すぐに暗くなります。

「え~ないじゃん抵抗!」

分解してみると、ledライトに本来はあるべき抵抗がなくて、目を丸くしてしまいます。これではすぐに壊れるハズ。人によっては煙がでた人も。← これ、怖くないですか?

対策として抵抗を付け足すと、寿命が長くなり危険も激減します。そこでledに最適な抵抗値の計算方法についてわかりやすくまとめました。

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ledライトに最適な抵抗値の計算のやり方

簡単とは言いましたが、抵抗値を計算するには計算式が必要です。

この図は電子回路を作るときの基礎的なイラスト(回路図)です。

LEDの簡単な回路

もし計算という言葉が出てきただけで『じんましん』がでてしまう方は、電子工作は難しいので誰か得意な方に頼んだ方が良いかも。

100円ショップのledライトは、回路図や部品図もないので、詳細なことは分かりませんが、ledに流せる電流は、おおよそ20mA(ミリアンペア)と推測できます。

1mAとか1Aなどは、実際に作るときに覚えればOK。ここでは、あ~こんな感じなんだ~という雰囲気が分かれば良いと思います。

もし、この20mAを超えて電流を流していたら、ledの定格(その電子部品を安全に使える規格)を超えているので、寿命が極端に悪くなったり、最悪、発火の危険もあります。

もし、この段階で難しそうだと思ったら、寿命があって使えそうな百均のLEDライトが良いですよ。

では、計算できそうな方は(笑)、チャレンジしてみましょう!

式に当てはめるだけで分かる抵抗の値

求める抵抗の値は、式に当てはめればOK。

あ、抵抗ってこういうのです。

電流制限抵抗

抵抗値 オーム(Ω)=(電源電圧Vー順方向電圧降下VF)÷順方向電流(A)

電源電圧は、乾電池などをつないだ合計の電圧です。

電圧は、『1.5V(ボルト)×乾電池の個数』で計算できます。

単三や単四の電池は、1.5V、電池を3つ直列に使うLEDライトが多いので、

電源電圧:1.5V×3=4.5V

通販でLEDを購入する場合は、順方向電圧降下や順方向電流は、正確な値が記載されているので分かります。

例えばこんな感じで記載されています。
『順方向電圧降下:2.9~3.6V』または、『VF:3.1V(標準)』などと表示されています。

詳しい記載がホームページになくても、データーシートというところに(DC Forward Voltage)という記載あります。それが順方向電圧です。Min2.9、Max3.6などと表記されています)。

百均のLEDライトを改造する場合

※LEDの順方向電圧降下は百均のLEDでは分からないので、予想値として3.6Vとします。(LEDはおおよそ、3.2~3.7くらいの範囲です)。

順方向電流(A)は、『標準電流:20mA』やVF:3.1V(標準)(@20mA)という感じで表記されています。

LEDは20mAなのですが、計算ではA(アンペア)で計算します。アンペアとミリアンペア
mA(ミリアンペア)はA(アンペア)の1/1000なので、計算するときは20÷1000=0.02Aとなります。

このへんの単位が慣れないと、ごっちゃになって分かりにくいです。

では、先ほどの計算式で計算してみましょう。

抵抗(Ω)=電源電圧V(電池の合計電圧4.5Vー順方向電圧降下3.6V÷順方向電流0.02(A)

計算

抵抗 =(4.5Vー3.6V)÷0.02A =45Ω ← 数字を変えて計算しましょう。

LEDが1個の場合に必要な抵抗値です。

ぴったりの抵抗器が見つからない場合

計算通りの抵抗値が見つかりません。

もしLEDライトに抵抗が入っていないときは、このように計算して抵抗値を求めます。

半端な数字に抵抗が売っていないので、それに近い抵抗器を購入します。

さきほどの計算では45Ωでしたが売っていません、。そこで秋月電子で確認すると、47Ωの抵抗値の商品が見つかりました。これを使います。

計算で出た抵抗値 < 購入する抵抗の値を大きく

抵抗の値が多少大きいので、電流の流れは少なくなりますが、5%程度の誤差なのでこれでOKとします。抵抗は多少、大きい方がLEDには安全ですから。

抵抗器は種類がたくさんありますが、大抵の場合、カーボン抵抗でOKですが、金属皮膜抵抗 は精度が高いので、予算を気にされないなら、こちらを使いましょう。

抵抗の種類、どんな抵抗器を使えば良いのか?

このような種類の抵抗器があります。

  • カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗)
  • 金属皮膜抵抗 
  • 酸化金属皮膜抵抗
  • セメント抵抗
  • 可変抵抗(ボリューム)
  • 集合抵抗(抵抗アレイ)
  • チップ抵抗 

乾電池を3個使うケースでは、低価格のカーボン抵抗(炭素皮膜抵抗)を使いますが、金属皮膜抵抗は制度が高いので、トラブルを少しでも減らせます。

参考 簡単に分かる!はじめての抵抗器選び【種類と特徴まとめ】

100円ショップのLEDライトは抵抗が手抜き

そもそも100円ショップのLEDライトは、手抜きというかコストダウンし過ぎて、性能が著しく低いものもが混ざっています。

LEDライトのLEDの数は、3個、5個、7個、9個など、複数個のものがあります。乾電池3個を電源として使う場合、LEDと抵抗がセットで並列に接続されています。

この商品は良心的なタイプです。>>セリアの9SMD&1LED BOXライトを買ったら明るさが凄い!口コミ・レビュー

ところがコスト削減のため、抵抗が1個しか使われていないケースや、そもそも抵抗自体を省いている商品もあり、大変、危険な回路になっています。

抵抗がないLEDの回路

もし抵抗を使わないと、安全に流しても良い電流よりも多く流れるため、通常よりもかなり明るく点灯します。

その代償として寿命が極端に短くなります。また発火や発煙の危険も。

通常は1つのLEDに対して1つの抵抗を使うのが、安全にLEDを点灯させるために必要です。

LEDと抵抗の回路図

LEDには個体差の誤差があるので、複数個のLEDで1つだけの抵抗だと、流れすぎるLEDは明るく、抵抗が多く電流の流れが少ないLEDは暗くなります。

その結果、寿命も短くなるので避けるべきですが、コスト削減で省かれているので、買ってすぐに故障するケースが多くみられます。

詳しくはこちらを参照してください。>>百均のledライトで一番明るいのは改造しないと危険なの?調べて分かった怖い話

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