💡 LED 用抵抗値計算ツール

LED（発光ダイオード）は、一方向にだけ電流を流し、電流が流れると発光する半導体素子です。白熱電球とは違い、LED は抵抗のように振る舞いません。順方向電圧に達すると、わずかな電圧上昇で電流が急激に増えます。この電流を抑える抵抗がなければ、LED は許容を超えた電流を流してほぼ瞬時に焼き切れてしまいます。

この電流制限抵抗は LED と直列に接続し、余分な電圧を降下させることで、電流を安全で予測可能な値に保ちます。LED 回路の中でもっとも重要な部品で、単体の表示灯、Arduino プロジェクト、アドレッサブル LED テープまで、どの配線でも欠かせません。

1 枚の基板に複数の基本ブロックを組み合わせる場合は、並列抵抗計算ツール、分圧計算ツール、オームの法則ガイドもあわせてご覧ください。

下の表は、一般的な LED の代表的な順方向電圧です。使用する LED の色に合った値 — できればデータシートに記載された値 — を選んでください。

抵抗値はオームの法則から直接導けます。抵抗が吸収すべき電圧は、電源電圧から LED の順方向電圧を引いた値です：V_R = V_s − V_f。これを目標電流で割れば抵抗が求まります：

R = (V_s − V_f) / I

ここで I はアンペア単位の電流です（ミリアンペアで入力した場合は 1000 で割ります）。例えば、赤色 LED（V_f ≈ 2 V）を 5 V 電源で 15 mA 点灯させる場合、R = (5 − 2) / 0.015 ≈ 200 Ω となります。

抵抗の消費電力は P = V_R × I です。これで購入すべき電力定格が分かります。安全の目安として、実際に消費する電力の少なくとも2 倍の定格を持つ抵抗を選びましょう。45 mW しか消費しない抵抗なら、標準の ¼ W（250 mW）品で十分余裕があります。

抵抗は標準値しか存在しないため、このツールでは最寄りの E12 系列の値（最も一般的な抵抗系列：10、12、15、18、22、27、33、39、47、56、68、82 × 10ⁿ）も表示します。使い捨ての DIY なら最寄りの値で構いません。安全性や効率が重要な用途では次の標準値に切り上げ、LED の最大電流を必ず下回るようにしてください。

抵抗の許容差にも余裕があります。一般的な ±5% の炭素皮膜抵抗なら、220 Ω と表示されていても実際は 209〜231 Ω のどこかにあり、電流のずれは数 mA 程度です。つまり計算値は厳密な法律ではなく目安です — 最寄りの標準部品を選べば、回路はほぼ確実に正常動作します。チップ（SMD）抵抗も計算式は同じですが、E24 や E96 系列を使うため、ディスクリート部品の値が合わない場合でもより細かい値を選べます。

下の表は、目標電流 15 mA を前提に、よく使う電源と LED 色の組み合わせに対する抵抗値の例です。電源\n や LED が異なる場合は、上の計算ツールをお使いください。

1. 回路の電源電圧を確認します（例：USB の 5 V、マイコンのピンの 3.3 V など）。
2. 上の表または部品のデータシートから、LED の色に対応する順方向電圧（Vf）を調べます。
3. 目標電流を決めます — 小型表示灯では 10〜20 mA が一般的な安全範囲です。
4. 3 つの値を入力して「計算」を押すと、抵抗値・消費電力・最寄りの標準値が表示されます。
5. 最寄りの標準抵抗を選び、2 つの値の間で迷ったら大きい方を選んで、電力定格が消費電力の 2 倍以上であることを確認しましょう。

抵抗なしで LED を接続するとどうなりますか？

LED は点灯するとほぼ短絡状態になるため、電流が急上昇してチップが過熱し故障します。5 V 電源なら小さな LED は数秒で破壊されます。必ず直列抵抗を入れてください（高出力 LED では定電流ドライバを使います）。

並列の複数 LED に 1 本の抵抗を共用できますか？

安全には使えません。並列の LED は電流を均等に分け合いません。1 つが電流を独占して焼け、次に別の LED が焼けるという連鎖が起きます。各 LED に個別の抵抗を付けるか、直列に配線して同じ電流を共有させてください。

抵抗の電力定格はどう選べばいいですか？

抵抗にかかる電圧と流れる電流を掛けてワット数を求め、その少なくとも 2 倍の定格を選びます。ほとんどの表示灯は消費電力が 100 mW を大きく下回るため、標準の ¼ W 抵抗で十分です。

LED が暗いのですが、抵抗の選び間違いですか？

必要以上に大きい抵抗は単に電流を下げるだけなので、暗くなるものの安全です。暗すぎる場合は、最小安全電流を下回らない範囲で抵抗を計算値（または次の下位標準値）まで小さくしてください。

抵抗値は電池の種類で変わりますか？

計算式は入力した電源電圧を使うだけです。電池は放電に伴い電圧が下がるため、電流はわずかに減少します。LED は壊れず少し暗くなるだけです。これが抵抗式回路が寛容な理由です。

同じ色の LED が複数ある場合は直列配線にし、順方向電圧の合計（V_f の加算）から抵抗を計算します。直列なら電流が 1 つで済み、個別抵抗よりも消費電力を抑えられます。

ソフトウェア制御で LED の明るさを変えたい場合、安全用の固定抵抗は残したまま、マイコンの PWM（パルス幅変調）で明るさを調整します — 動作中に直列抵抗を下げるのは絶対にやめましょう。

高出力 LED（1 W 以上）は発熱が大きく、温度によって順方向電圧が変動します。そのような LED には通常の抵抗ではなく、専用の定電流 LED ドライバを使いましょう。

部品箱にはよく使う値（220 Ω、330 Ω、470 Ω、1 kΩ）を常備しておきましょう — 5 V と 3.3 V の表示灯製作の大半をカバーできます。

ブレッドボードから製品化に移る際は、同じ値・同じ電力定格の SMD 抵抗に置き換えましょう。計算はまったく同じで、パッケージが変わるだけです。混雑した基板のスペースを節約できます。