LEDのアノードに抵抗器が必要なのはなぜですか？

親切にしてください、私はエレクトロニクスの核心です。これは、LEDから光子を放出させることに関するものです。

私が読んだもの（電子工学入門-Forrest Mims IIIおよびMake：Electronics）から、電子はよりマイナス側からよりプラス側に流れます。

実験例（一次乾電池、SPDTスイッチ、抵抗器、およびLEDを含む）では、抵抗器をLEDのアノードに接続する必要があると述べています。私の考えでは、電子が負から正に流れる場合、電子の流れは抵抗器の前のLEDを流れません。それによって抵抗器を無意味にしますか？

抵抗器はLEDの両側に配置できますが、存在する必要があります。2つ以上のコンポーネントが直列に接続されている場合、電流はすべてのコンポーネントで同じであるため、どの順序であるかは関係ありません。 「抵抗を回路から省略できません。」

いいえ、抵抗が無意味になりません。抵抗器が非常に大きく、電子の流れが完全に妨げられた場合を想像してください。LEDのどちら側にあるかは重要ですか？いずれにしても、回路を破壊し、電流が流れるのを防ぎます。

個々の粒子が回路を移動することを考えないでください。荷電粒子はLEDによって「使い果たされる」ことはありません。彼らはそれを通り抜け、彼らの動きはある場所から別の場所へエネルギーを運ぶものです。

ベルトやチェーンのように、回路内のすべてのポイントで一度に移動するすべての粒子について考えてください。ある時点でチェーンを遅くすると、リンクが互いに押したり引いたりするため、他のすべてのポイントでもチェーンが遅くなります。

私は子供の頃から電子機器の入門書を読みましたが、このようなアイデアは不十分にしか教えてくれません。私は大学ですべてを学ばなければならなかったし、それをお勧めしません。代わりにこれを試してください：

• http://amasci.com/miscon/eleca.html#electron
• http://amasci.com/miscon/eleca.html#circle
• http://amasci.com/amateur/elecdir.html

この回路を試してください。抵抗を調整するとき、抵抗の前の電荷を遅くするだけですか、それとも回路全体のすべての電荷の速度を変更しますか？

抵抗器がどちら側に配置されているかに関係なく、LEDを流れる電流の量を制限します。通常、電子が何をしているのかを考えずに、抵抗、電流、電圧、そして時には電力という意味で考えるだけの方がずっと簡単です。

LEDの場合、LEDに定電圧源を接続すると、LEDはほぼ0の抵抗のように動作し、V = IR（またはV / R = I）に基づいて、非常に大きな電流が流れます。 、LEDが「ポップ」します。

LEDが想定している電流を設定するには、抵抗を接続する必要があります。

抵抗器はアノード側にある必要はありませんが、そこにある必要があります（電源の電圧がLEDの電圧降下以下である場合を除く）。

結局、9ボルトの電源と2ボルトを落とすLEDがある場合、他の7ボルトはどこかで落とさなければなりません。

フォレストミムスIIIの本をもう一度見てください。抵抗器が陽極上になければならないことを主張しておらず、それらが陰極上にある例があります。本の1988年版では、LEDの直列保護がP. 69で紹介されています。

LED駆動回路-LEDは電流に依存するため、通常、直列抵抗を使用して過電流からLEDを保護する必要があります。一部のLEDには、直列抵抗が組み込まれています。ほとんどはありません。

次に、供給電圧とLEDの順方向電流から抵抗を計算する方法に関する式が与えられます。添付の図では、アノードに抵抗があり、選択が任意であることを説明していません。

ただし、同じページで、2つの連続したLEDが抵抗器を共有する「LED極性インジケータ」デバイスが導入されます。抵抗器は、一方のアノードと他方のカソードに必ず必要です。「トライステート極性インジケータ」では、制限抵抗もグランド側ではなく電源側にあります。

重要なデバイスをグラウンドに接続し、バイアス抵抗のような周辺機器を電源側に接続する方が、ある意味（選択がある場合）で通常は優れています。

高電圧回路では、安全性の観点から電源側または接地側の負荷の選択が重要です。たとえば、ランプの高温側またはニュートラルにライトスイッチを配置する必要がありますか？ニュートラルリターンを中断してライトをオフにするようにスイッチを配線すると、電球ソケットが恒久的にホットに接続されます。これは、電球を交換する前に誰かがスイッチをオフにした場合、実際には安全ではないことを意味します。メインパネルは、ソケットへのホット接続を実際に切断するために使用する必要があります。バッテリー回路には、安全接地はありません。マイナス端子は、コモンリターンとして任意に指定され、「グラウンド」という言葉がそのコモンに使用されます。

負荷デバイスが接地側であるか供給側であるかによっても、デバイスからの電圧が何らかの目的で使用される他の回路に伝達される場合に違いが生じます。アノードが5Vに接続されている1.2V LEDは、電流が流れるとカソードから3.8Vの読み取り値を提供します。代わりにカソードが接地されている場合、アノードは1.2Vの読み取り値を提供します。したがって、回路にそのような状況が存在しない場合にのみ、抵抗器の配置は問題になりません。抵抗器とLEDの間のジャンクションへの3番目の接続は他の回路に影響しません。

LEDは、陽極側または陰極側に抵抗器を必要としません。どういうわけか電流制限が必要であり、抵抗器はそれを行う1つの方法です。

電流を制限する他の方法：

• 電圧源の代わりに電流源を使用します
• 電圧源をLEDの順方向電圧に非常に近づけ、LEDの固有抵抗に依存して電流を安全なレベルに制限します
• LEDが破壊的な量の熱を放散する必要がないように、電圧のデューティサイクルを調整する

これらは、電流制限の問題に対する複雑な解決策です。直列抵抗は通常（常にではありませんが）より良いソリューションです。

LEDを流れる電流を監視することが重要な場合は、抵抗をローサイドに配置します。したがって、各LEDの電流を測定する方が簡単です。「簡単」というのは、電圧計の一方のプローブをGNDに固定し、もう一方のプローブを抵抗の電圧を読み取るためだけに使用するということです。したがって、LEDを流れる電流は次のようになります。

$I_{LED} = \frac{V_R}{R} \\ \begin{matrix} I_{LED} & : & \mbox{The current through the LED} \\ V_R & : & \mbox{The voltage on the resistor} \\ R & : & \mbox{Resistor series with the LED} \\ \end{matrix}$

LEDの電圧を監視する場合は、LEDをローサイドに接続する必要があります。そのため、プローブの1つをGNDに固定することにより、電圧を読み取ることができます。

LEDのオン/オフの電圧や電流を気にしない場合（たとえば、デジタル回路で作業している場合、またはLEDが単なるインジケータである場合）、LEDをどちら側に接続するかは関係ありません。抵抗器。

機能的には重要ではありません。要素（LEDと負荷抵抗器）は直列であるため、それらを流れる電流は、接続される順序に関係なく同じになります。

とはいえ、LEDがローサイドで駆動される場合、VDDからLEDアノードに負荷抵抗を配置することを好みます。理由？この方法で接続すると、アノードでGNDへの短絡がある場合（たとえば、誤ったスコーププローブから）、LEDを強制終了しません。逆に、LEDアノードがVDDに接続され、負荷抵抗がカソードに接続されている場合、LEDカソードを短絡すると、LED全体に電源が供給され、ポップノイズが発生します...

極性がないため、アノードまたはカソードのどちら側にある必要はありません。しかし、私は単一のLEDのアノード側と直列LEDのカソード側でそれを行います。カソード側の並列接続。