💡 LED 電阻計算機

LED（發光二極體）是一種半導體元件，只允許電流單向流通，當電流通過時便會發光。它跟傳統白熾燈泡不同，並不具備電阻的行為：一旦超過順向電壓，電壓只要再升高一點點，電流就會暴增。如果沒有電阻壓制這股電流，LED 吸入的電流會超過它能承受的極限，幾乎瞬間燒毀。

串接在 LED 上的限流電阻負責吸收多餘的電壓，讓電流維持在安全、可預期的水準。它是任何 LED 電路中最重要的單一元件——無論你接的是一顆指示燈、一個 Arduino 專案，還是一條可定址 LED 燈條。

如果你要在同一塊電路板上組合好幾個基本元件，我們的並聯電阻計算機、分壓電阻計算機和歐姆定律指南可以涵蓋其他你可能需要的部分。

下表列出常見 LED 的典型順向電壓。請選用與你的 LED 顏色相符的數值——或者更好，使\n 用它規格書上標示的數值。

電阻值直接來自歐姆定律。電阻需要吸收的電壓是電源電壓減去 LED 的順向電壓：V_R = V_s − V_f。再除以目標電流，就是電阻值：

R = (V_s − V_f) / I

其中 I 是以安培為單位的電流（所以以毫安輸入的電流必須除以 1000）。舉例來說，一顆紅色 LED（V_f ≈ 2 V）接在 5 V 電源、目標電流 15 mA，需要 R = (5 − 2) / 0.015 ≈ 200 Ω。

電阻消耗的功率是 P = V_R × I，這決定你要買多大瓦數的電阻。安全起見，請選擇功率額定至少是實際消耗兩倍的電阻——所以一顆只消耗 45 mW 的電阻，用標準的 ¼ W（250 mW）元件就能輕鬆勝任。

因為電阻只有標準值可選，計算機也會回報最接近的 E12 系列數值（最常見的電阻系列：10、12、15、18、22、27、33、39、47、56、68、82 × 10ⁿ）。單次的手作專案可以直接用最接近的數值；涉及安全或效率關鍵的場合，則往上取下一檔標準值，確保 LED 的電流保持在最大值以下。

電阻的容差會給你額外的緩衝。一般 ±5% 的碳膜電阻代表一顆 220 Ω 的電阻實際落在 209 到 231 Ω 之間，只會讓電流偏移幾個毫安。所以算出來的數值只是參考而非鐵律——選最接近的標準元件，電路幾乎都會正常運作。表面黏著（SMD）電阻用同樣的數學，但採用 E24 或 E96 系列，當貫孔元件差一點點時，可以選到更細的數值。

下表列出最常見的電源與 LED 顏色組合的現成電阻值，假設目標電流 15 mA。如果你的電源或 LED 不同，直接用上面的計算機。

1. 記下你電路的電源電壓（例如 USB 的 5 V，或微控制器引腳的 3.3 V）。
2. 從上表或元件規格書查出你的 LED 顏色的順向電壓（Vf）。
3. 決定目標電流——10 到 20 mA 是小型指示燈常見的安全範圍。
4. 輸入三個數值並按下計算，取得電阻值、功率與最接近的標準值。
5. 選用最接近的標準電阻；如果介於兩個數值之間，就選較大的那一個，並確認功率額定至少是消耗功率的兩倍。

如果 LED 不接電阻會發生什麼事？

LED 一旦點亮就幾乎像短路一樣，電流會急速飆升直到晶片過熱故障。一個 5 V 的電源幾秒內就能燒掉一顆小型 LED。請一定要串一顆電阻（高功率 LED 則改用定電流驅動器）。

可以把多顆並聯的 LED 共用一顆電阻嗎？

不行，這樣不安全。並聯的 LED 不會平均分攤電流——其中一顆會搶走大部分電流先燒掉，然後換下一顆，形成連鎖故障。請每顆 LED 各自配一顆電阻，或改為串聯讓它們共用相同的電流。

怎麼選擇電阻的功率額定？

用電阻兩端的電壓乘以電流就是功率（瓦特），再選一個至少兩倍於此數值的功率額定。多數指示燈的功率消耗遠低於 100 mW，所以一般 ¼ W 的電阻綽綽有餘。

我的 LED 變暗了，是電阻選錯嗎？

電阻比需要的大只是降低電流，讓 LED 變暗但依然安全。如果太暗，就往計算值的方向調小電阻（或選下一個較小的標準值），同時保持在最低安全電流以上。

換電池類型會影響電阻值嗎？

公式用的是你輸入的電源電壓。電池電量下降時電壓會跟著掉，電流也就微微下降——LED 只是稍微變暗而不會故障，這就是電阻式電路容忍度高的原因。

若有多顆同色的 LED，把它們串聯，再用合併後的順向電壓計算電阻（把各顆 V_f 相加）。串聯方式共用同一股電流，比各自用電阻更省電。

如果你想用軟體控制 LED 明暗，請保留固定電阻確保安全，改用微控制器的 PWM（脈寬調變）來調整亮度——千萬不要在執行時調低串聯電阻。

高功率 LED（1 W 以上）工作時溫度很高，順向電壓會隨溫度飄移。這種場合請跳過普通電阻，改用專用的定電流 LED 驅動器。

在零件盒裡常備幾顆常見數值（220 Ω、330 Ω、470 Ω、1 kΩ）——它們可以涵蓋絕大多數 5 V 與 3.3 V 指示燈的應用。

從麵包板移到成品時，把貫孔電阻換成同數值、同瓦數的 SMD 元件。數學完全一樣，只是封裝不同，能為擁擠的電路板省下空間。