STEAM教育用教材 小学高学年以上

電子工作の基礎

LEDを点灯しよう

LEDを点灯する電圧

 LEDを光らせるには、LEDのアノードを電源プラス側、カソードを電源のマイナス側に、電圧をかける。 LEDが光る方向を順方向呼び、かける電圧は一定の大きさにならないと発光しない。超えた途端に発光に必要な大きな電流が流れLED が点灯する。LEDを光らせるために必要な電圧を順方向電圧(順電圧、VF)と呼ぶ。そのとき流れる電流(順方向電流)はIF

下にあるLEDのカタログのLEDのVFは2.0V、IFは20mA、最大電流は30mA。最大電流を超えるとLEDは壊れてしまう。

電流を下げるために回路に必ず抵抗を入れる


使う抵抗の値はオームの法則により計算する。
   オームの法則  電圧(V) = 電流(A) x 抵抗(R)      R = V/A

上の図を回路図で描くと下の図になる。
Eは乾電池2個で3V、VFは2.0V、Aは20mA(0.02A)なので
抵抗の値は、(3-2)/0.02 = 50 Ω(オーム) 50Ω以上の抵抗を使う

   

LEDを点灯してみよう

部品の準備

No部品の名称価格販売サイトのその製品のページ
1 5mm赤色LED 625nm 10円,150円/100個 秋月電子通商
2 カーボン抵抗 100Ω、220Ω、330Ω 秋月電子通商
3 乾電池ホルダー(単3×2本用 リード線・フタ・スイッチ付) 80円 秋月電子通商
その他、単3乾電池2本、ブレッドボード、ジャンパーワイヤー、

Fritzingを使ってブレッドボード上の配線図を描く

 ブレッドボード上の配線図は、Fritzingというアプリで描ける。
実際に配線する前にFritzingで配線図を描くと配線を頭に入れて理解するのに良いでしょう。

Raspberry Pi OSなどのLinux系OSでは無料で端末で

  $sudo apt install fritzing

でインストールできる。
FritzingのWindows版は有料でhttps://fritzing.org/download/)からダウンロードする

Fritzingの画面

   

ブレッドボード上で配線して、抵抗を変えて見よう

LEDの前か後に抵抗を入れてLEDに流れる電流を調整する。
 オームの法則より、抵抗値 = (電源電圧 - LEDの順電圧)/流したい電流値

  電圧:3V、順電圧:2V なので
    抵抗値 = (3V ー 2V)/0.01A  = 100Ω     100Ω以上の抵抗を使う。
  LEDに流れる電流は
    抵抗が100Ωのとき A = (3-2)/100 = 0.01A   
    抵抗が330Ωのとき A = (3-2)/330 = 0.03A  

手元にある抵抗の抵抗値は、抵抗器のカラーコードを見て調べてください。

   

注意:LEDの足の長い方(アノード)をプラス側に、短い方(カソード)をマイナス側にする