私の手持ちのLEDは、従来の普通タイプと高輝度タイプが混在している状況ですが、新しい製品は、ほとんど高輝度タイプに変わってきています。
新しくAmazonで5色200球のLEDセットを購入すると、もちろん、すべて高輝度LEDで、1球3円程度と非常に安価なものが入手できるのですから、今後は高輝度タイプが主流になっていくでしょう。
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ただ、同じ高輝度LEDでも色やメーカーで特性が微妙に違うので、今までの点灯のさせ方と違って、自分なりの、目的に沿ったLEDの点灯のさせ方ができるようになるのがいいと思います。
写真は、Amazonでセット購入したLEDで、3mmと5mmの5色がセットになっていて、このHPの実験に使っています。
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LEDは従来の豆電球の50分の1の消費電流
かつてはパイロットランプには豆電球が使われていましたが、それらはほとんどLEDに変わりました。
手元にあった豆電球（3.8V 0.4A）を 3V で点灯させて、その時の電流を実測したところ、 0.25A の電流 が流れていました。
高輝度LEDは 5mA程度 の微小電流ですし、明るさもLEDが勝っていますし、何よりも、切れて使えなくなることも考えないでいいのです。
つまり、LEDは 1/50 の消費電流で、さらに明るいのです。
その豆電球の電圧を少し下げて 2.5V で点灯させてみたところが、かなり暗くなってしまいますが、その時に流れている電流は 0.23A（実測）とそんなに変わりません。
LEDの性能の高さと省エネ効果はすごいことがわかりますね。
LEDの順電圧は製品によって異なっている
順電圧というのは、LEDを点灯させるための電圧です。
これは、LEDが点灯するときに電流が流れて明るく光り、それで電圧降下をしています。
つまり、LEDは、2Vや3Vの電圧降下をさせながら発光しているといえます。
LEDは1mAの極少電流でも、電流が流れると発光し、電圧が増えると電流量増えて明るく点灯するします。
点灯する電圧や電流の関係は、LEDの色や製造するメーカーによって、また、発光中の電流でも少し異なるのですが、実用的に問題になるほどの違いではありません。
明るさを変えて点灯したい場合は、それぞれのLEDの特性に沿って電圧と電流を決めるといいのですが、そんなに厳密なことは考える必要はないようで、一般的には仕様上限の 15mA を超えた電流で使用すると早期に劣化するので、それ以下の電流量で点灯させれば、長期間にわたって「明るく発光」してくれます。
LEDの電圧と電流特性
下のグラフは、いろいろなLED14個の電圧と電流の関係を調べたものです。
「普通」とあるのは、従来からある2VタイプのLEDので、その他は新たに購入した高輝度タイプのLEDです。
これは、抵抗を使わずに電源を直結してその電圧と光っているときの電流量を測定しています。
ここで、一番左の線を例に見ると、LEDにかかる電圧が1.5Vを超えると光り始め、2Vになると、許容量を超えた電流がながれてしまいます。
また、もちろん、「光り始める電圧」以上の電源が必要になります。
また、グラフで分かるように、2V程度で発光するグループと3V程度で発光するグループに分かれています。
だから、2Vのものを3Vのものに取り違えると、LEDを焼損させることもあるので、「LEDは15mA以下で使う」ということを頭に入れておいてください。
高輝度タイプは5ｍAで充分に明るい
高輝度タイプのLEDを10mAの電流を流して点灯させると、従来の普通タイプのLEDに比べると、用途によっては明るすぎるかもしれません。
それもあって、LEDの最高の明るさを求める場合は別にして、高輝度タイプのLEDを普通に点灯させる場合の基準の電流量は、ここでは「5mA程度」と考えて実験などをしていくことにします。
【参考】今までの2V普通タイプのLEDはそんなに明るくないので、10～15mA程度で使用することが多かったのですが、下の写真のように点灯してみると、高輝度タイプは3～5mA程度でも十分に明るいことがわかります。
この写真のように、従来の普通タイプでは明るさはそんなに明るくないようですが、しかし、砲弾の正面がレンズになっているものが多いので、使い勝手は悪くはありません。
でも、写真のように、高輝度タイプでは、LEDの色や種類で輝度や見え方は変わるものの、5ｍAの電流でも充分に明るいということがわかります。
抵抗値を変えたときの明るさ
ここで、200Ω程度の抵抗器を使った場合が約10mAの状態から、輝度を下げるために抵抗値を増やし他状態を比較しています。
このように、抵抗値を増やすと暗くなっていきます。
しかし、写真のように、1mA程度の電流でも従来の普通LEDに比べるとはるかに明るいです。
だから、今までのように、「10mAの電流を流して点灯させる」という考え方ではなく、200～220Ωの抵抗をつけて点灯させてみて、明るさを見て、500～1000Ω程度の抵抗器で明るさを調節するなどの、自分なりのやり方をする方法がいいでしょう。
例えば、家庭用のLED照明ランプなどのLEDは、5mA程度の電流で使用されています。
つまり、そんなにたくさんの電流でなくても充分に明るい … ということです。
写真のLEDは3Vタイプのものですが、これを参考に、ともかく、点灯させるだけでいいのであれば、自分で抵抗値を覚えておいて使えばいいですね。
LEDの電流を増やしても明るくはならない
LEDに電流を多く流しても、そんなに明るくなりません。
従来の普通タイプは15mA以下で使うようにするのが標準で、砲弾の先がレンズになっているので、それまでの「豆電球」に比べると明るくて、それで問題なく使えました。
高輝度タイプでは、3～5mA程度の少ない電流量で充分に明るいので、それで、ほとんどの用途に使えます。
つまり、長く使おうという使い方では、むやみに電流量を上げて使わないのが賢明です。
高輝度タイプのLEDは、3mAの電流でも、従来の普通タイプを15mAで点灯させているよりも明るいのです。
もちろん、LEDは先端がレンズになっているものが多いので、真上からでは、明るく見えるので、かなり電流量を絞っても、結構明るいでしょう。
LEDの明るさ比較をしてみました
電流を多く流すと、確かに明るくなりますが
LEDの一般的な仕様では、従来の2Vの普通タイプはmaxが20mA、3Vの高輝度タイプはmaxが30mAの仕様が多く、明るさの差も歴然ですが、写真のように、LEDに流れる電流を 5→20mA に変えても、4倍の明るさではないようです。
もっと明るくしたいのなら、多数個のLEDを使うようにすればいいことです。
電流値と明るさの関係をさらに調べました
LEDは流れる電流量で明るさが変わります。
そこで、下のように、ブレッドボードにLEDと半固定抵抗を使って、電流量と光の明るさを比較してみました。
右側の写真は、明るさの違いがわかりやすいように、薄い紙を通して真上から光り方を見ています。
このように、普通タイプでも高輝度タイプでも、電流を増やせば明るくなるのですが、2Vタイプでは10～15mA程度が、また、高輝度タイプでは5～10mAで十分な明るさがあることがわかります。
そして、電流が2倍になっても、2倍明るいというものでもない点を見ておいてください。
LEDは微小な電流でも点灯しています
逆に、さらに、もっと小さな電流で点灯させてその様子を見ました。
このように、0.01mA（10マイクロアンペア）でも点灯しています。
しかし、もちろん明るくはありませんが … 。
以上、いろいろと実験して明るさや電流の関係をみてきましたが、ともかく、LEDは寿命を考えて、電流を流しすぎないように調整しながら使うようにしましょう。
