発光ダイオード(LED)を抵抗なしで壊してみた

LEDに抵抗なしで、電源と直結すると本当に壊れるのかを確認してみました。

実際にどのように壊れたのかを動画含めて解説しています。

LEDの回路に抵抗がある理由を分かりやすく紹介していきます。

 

発光ダイオード(LED)を抵抗なしで壊してみた

発光ダイオード(LED)の回路には抵抗が必要です。

「抵抗」がある理由はLEDに流れる電流を数mA~10mA程度に制限するためです。

市販のLEDは数十mA～数Aの電流を流すと壊れてしまいます。

 

もし「抵抗無し」でLEDを電源に直結してしまうと壊れてしまいます。

抵抗が無いと大電流が流れて、LEDのスペックを超えてしまうためです。

実際に壊れることを確認しました。一瞬だけ光ってその後は動作不能になりました。

 

壊れたLEDに関しては、その後正常な回路に接続しても点灯しませんでした。

正常なLEDアノード・カソード間の電圧降下(Vf)の「約2V」が確認出来ませんでした。

完全にオープン状態となっています。乾電池の電圧値がそのまま確認できています

 

シミュレーション含めて詳細に紹介していきます。

実際に「抵抗無し」で発光ダイオード(LED)を壊した動画が下記となっています。

一瞬だけ光って動作不能になっていることが分かります。

 

LEDの抵抗がある理由

発光ダイオード(LED)は電流を多く流すほど、明るく発光します。

しかしLEDの素子としての限界もあり、基本的に流す電流は数mA～10mA程度です。

※正確には使用するLEDのデータシートの絶対最大定格をご確認ください

 

電源とLEDの間に「抵抗」を挟むことで電流を制限することが可能です。

下記のように数mA程度の電流を狙って、抵抗値を計算します。

 

LEDの電圧降下(Vf)は色で異なります

今回のテストでは赤色のLEDを使用しています。

LEDの色によっては抵抗値を計算するための電圧降下(Vf)が異なりますので注意が必要です。

下記のように青色と白色に関しては、他色より若干高くなります。

 

下記記事で詳細を紹介しています。(リンク先はこちら)

発光ダイオードの電圧降下(Vf)を各色で確認してみた

発光ダイオードの電圧降下(Vf)を各色で確認してみた

発光ダイオードの電圧降下を実際に測定してみました。 一般的な赤色以外にも青色、緑色、黄色、白色で確認しています。 各色のLEDの順方向電圧値(Vf)を確認したい方におすすめの記事となっています。

misoji-engineer.com

2021.01.27

 

LEDの抵抗なしをシミュレーションしてみる

仮にLEDの回路で「抵抗あり」「抵抗なし」にした場合をシミュレーションしてみます。

LTSPICEというソフトを使い確認してみました。

(あくまで仮計算のため)LEDのモデルはデフォルトで入っていたものを使用しています。

 

LEDの抵抗ありの場合

LEDに電圧3Vと抵抗330Ωが直列に接続した、「抵抗あり」の場合です。

 

ダイオードに流れる電流は数mA程度(約3～4mA)になります。正常に点灯します。

 

LEDの抵抗なしの場合

LEDに電圧3Vを直結した、異常の「抵抗なし」の場合です。

 

ダイオードに流れる電流が数百mA(約200ｍA程度)になります。

LEDのスペックを超えるのでNGです。LEDが壊れます。

 

LEDに抵抗なしで直結してみる

シミュレーションでもNGを確認できましたので、実際に確認してみます。

乾電池2本の約3Vの電源電圧を用意します。

電池BOXがあると接続が簡単に用意できます。

 

そのまま電源をLEDに直結すると壊れることを確認しました。

 

冒頭でも紹介しましたが、動画でみると分かりやすいです。

一瞬だけ光って動作不能になっていることが分かります。

 

壊れたLEDに関しては、その後正常な回路に接続しても点灯しませんでした。

完全にオープン状態となっています。乾電池の電圧値がそのまま確認できています。

 

正常なLEDの場合はアノード・カソード間の電圧降下(Vf)の「約2V」が確認出来ます。

 

まとめ

今回は発光ダイオード(LED)の抵抗に関して紹介させていただきました。

記事をまとめますと下記になります。

 

電子工作の部品セットは抵抗・LEDなどが一通り入っており、電子工作の際に便利です。

ハードウェアの勉強や趣味・工作にも十分に使えます。是非皆さまも試してみて下さい。