イルミネーションなどでLEDを多数個を点灯させようとする場合などで、直列や並列に複数のLEDをつないだ場合の明るさや電流の流れ方などを見てみましょう。
ここでの直並列では、LEDが2個の場合を見ていきます。
（注）通常は、多数個を同時に点灯する場合では、LED一つ一つに抵抗器を配して個別に点灯させるのが一般的で、1つの抵抗器で多数子を点灯させることは少ないようです。
そして、LEDの色や種類が変わると、うまく点灯しない場合がでてきます。
たくさんのLEDを点灯させる場合は、デジタル的に点灯させる例（ダイナミック点灯といいます）も増えているので、この記事のような使い方は特殊な例かもしれませんが、知識として知っておくといいでしょう。
さらに、ここでは、同じ種類のLEDをつかっています。色やメーカーなどが違う、異なるLEDを混ぜて、直列や並列につないで使うと、うまく点灯しないなどの問題も出るので、LED多数個をつなぐ場合は同一のものでないとうまく点灯しない … など、検討しなくてはいけない事も出てきますので注意ください。
そして、近年は高輝度LEDやディスプレイ用の面発光タイプの明るい小さなLEDなどが安価になって、イルミネーションなどに使いやすくなっています。 高輝度LEDを使えば 1～3mA程度 の電流量で十分明るいですから、 記事の内容を参考にするのもいいと思いますが、ここでは、基礎的な状態を見るために、あえて2Vタイプの普通LEDを使っています。現実的でない点はご了承ください。
LEDは、流れる電流量の大きさで明るさが変化します。 そこで、複数のLEDを同時に点灯させた場合のちがいをみていきましょう。
LED2個をつなぐと、当然、1個のときよりも暗くなる
LEDを1つ点灯させている回路に、もう1つのLEDを追加すると、個々のLEDは電流が分散されて暗くなります。
それを1個のときの明るさで発光させようとすると、個々のLEDに流れる電流を増加させることをしないといけないのですが、直列と並列では様子が少し違ってきます。
その違いなどを見ていきましょう。
直列につなぐ場合（上の写真の②）と 並列につなぐ場合（上の写真の③）では、LEDの数が2個に増えると、いずれも、（写真ではわかりにくいのですが）LED1つあたりに流れる電流量は減って、暗くなっています。
ここでは、電源の電圧と抵抗を同じにしてLEDを増やした場合についてLEDに流れる電流を測定しています。
丸A記号は電流計で、ピンク数字は電流mAの実測値です。
直列につないだ場合は、全体に流れる電流値は 1/3程度 に下がっていますし、並列の場合は、分散して 1/2 に下がっています。
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明るくするには、電流を増す対策が必要です
LEDの数を増やしたことで暗くなった対応策は、LED1つあたりに流れる電流値を増やせばいいのですから、オームの法則の A＝V/R から考えると、 電流値Aを大きくするには、 ①電源電圧を上げる、 ②抵抗器の抵抗値を下げる という対策が有効だということがわかります。
実際にその様子を測定してみました。
直列つなぎでの対応策
大雑把なやり方ですが、2倍の電圧にすると、6倍以上に急激に電流量が増えました。
また、抵抗を半分にすると、2倍近くに電流が増えています。
この状態を、計算で確かめてみましょう
2VタイプのLEDですので、2つに増えれば、それぞれで2Vの電圧降下をするので、抵抗器Rに流れる電流は、 I=V/R＝（5－2－2）/200＝0.005A つまり、5ｍA に激減することが計算でわかります。（実測値は4mA）
そこで、5Vの電源電圧を 2倍の10V にすると、A=V/R＝（10－2－2）/200＝30ｍA という値になると計算できます。（実測値は26mA）
同様に、抵抗器が200Ωで0.005Aでしたが、それを半分の 100Ω にすると A=V/R＝（5-2-2）/100＝0.01 と、2倍の電流が流れる計算になります。実測値は 4mAだったのが7mAになっています。
このように、直列つなぎで暗くなった状態を改善するには、電源電圧を上げるか、電流制限抵抗の値を変えて電流量を増やす対策をすればいいことがわかります。
次に並列の場合も同じです。
LEDの並列つなぎの対応策
電圧を2倍にすると、全体の電流も2倍以上になり、また、それぞれのLEDに流れる電流量も2倍以上になっています。
抵抗値を下げる場合については実験を省略しました。
計算でもその様子がわかります
電源電圧5Vでは、実測値は0.014Aでしたが、計算では、オームの法則 A=V/R＝（5－2）/200＝0.015A です。
電源の電圧を、2倍の 10V にすると、A=V/R=（10-2）/200＝0.04A と、5Vの時の 約2.7倍 になると計算できます。（実測値でも、7mA→19mA と約2.7倍になっています）
ここでは、抵抗値を下げる場合の実験は省略しましたが、同様に、計算では、抵抗値を1/2にすると A=V/R のRが1/2になるのですから、全体の電流量は2倍になります。
このように、並列にして増やす場合も考え方は同じで、全体の電圧を上げるか、または、電流制限用の抵抗値を下げることで、LED1個に流れる電流量が増えて、2つに増やして暗くなったLEDを明るくする事ができることがわかりました。
しかし、このような直列・並列は使われていない？
頭の中や計算では、上のようにうまくいきそうですが、ここでは、同じタイプのLEDを2個使って確かめただけです。
LED電流の数が増えたり、色の違うLEDを組み合わせると、メーカー差や色による特性の違いから、思ったようにうまく点灯してくれない可能性があります。
また、例えば、2VタイプのLED（10mAの電流を流して点灯させる）を10個をつなぐ場合を考えると、直列つなぎでは、最低でも2Vｘ10個＝20Vの電圧が必要ですから、つなぐ下図によって、電源電圧を考えないといけません。
また、並列つなぎでは各LEDに10mAの電流が流れるように抵抗値を決めて点灯させればいいのですが、全電流は0.01Aｘ10個で 100mA の電流が流れます。
つまり、LEDの数が増えると、電流や発熱の問題を気に掛ける必要がでてきます。
どちらがいいかは、実用性を考えると、電流が少なく、発熱が少ない直列つなぎがいいし、1球が切れると全部が消灯することで並列つなぎがいい … などと、それぞれに長短所も見え隠れします。
近年盛んになってきているクリスマスツリーなどの電飾では、たくさんのLEDを点灯させていますが、それには、高輝度LEDを使ってさらに低電流にすることで対応しています。
つまり、個々のLEDに1～2mA程度の電流で充分明るいので、それを使って、並列つなぎにして点灯するのですが、いずれにしても、電流や熱対策も大変無ことには変わりありません。
そこで、もっと明るさが必要なディスプレイなどでは、デジタル回路を使った「ダイナミック点灯」などで省エネ化が図られていて、実際上は、この記事のような方法で多数個のLEDを点灯させることは少ないでしょう。
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しかしともかく、趣味の電子工作では、同じ仕様のLEDを数個同時に点灯させる場合には、知っておくといい方法です。
