並列回路の電流値について（電池使用時）

質問

こんにちは。
並列回路は、電圧が等しい、
と理解しています。
電圧が等しいならば、
並列に負荷をいくらつなげても、
それぞれの電流値は、等しくなる
はずと、思います。
（I=V/Rで、R、Vが変更ないからです。）
しかし、赤色LEDと青色LEDを
並列につないだとき、赤色LEDしか
つきませんでした。
赤をはずせば、青がつきます。
赤色LEDの方が、電流を流しやすく、
青色LEDに電流が流れなくなる、
と、想像できます（現に赤色LEDのほうに、
抵抗を追加すると、赤、青点灯しました）。
しかし、これは、オームの法則による、
計算と矛盾している気がします。
赤色LEDがあろうが、なかろうが、
青色LEDには、V/Rだけの電流が流れる
ものだと思いますが。
何か、問題があるのでしょうか。
何か分かる人がいましたら、よろしくお願いします。

回答No.1

noname#40706 · ベストアンサー

うーん

電池の内部抵抗のせいではないですか。

ご存じのように電池には内部抵抗があります。

たくさん電流が流れると端子電圧（電池の頭とお尻の電圧の差）は低くなってしまいます。

赤　は　低い電圧でも点灯できる、そして抵抗値は小さい　　のではないでしょうか。

ですから、赤青並列につなぐとたくさん電流が流れて端子電圧すなわち、青ＬＥＤの両端の電圧が低くなって点灯しない。
赤をはずしたら、流れる電流が少なくなって、青ＬＥＤの両端の電圧は高いので点灯する。

赤に抵抗をつないだら、電流は少なくなって青は点灯。

赤の両端の電圧は低くなるけれど　低くても点灯する。

単なる推測で言っているだけですので、的はずれかも知れません・・・・・・

お礼

回答ありがとうございます。
自分以外でも、疑問に思ってくれる人
が、いて、安心しました。
考えて見ます。

回答No.10

redasurc

No5です。

なんか勝手に法則を拡大解釈してました。
回答を無視してください。：-(

回答No.9

saru_1234

ANo.6 です。

> 青色LEDの前にのみ、抵抗をいれても、青色LEDが点灯しました。
そうですか. この時、赤色LED はかなり明るく、もしかすると
発熱も伴ってオレンジ色っぽくなってませんか？
多分赤色LED には大電流が流れていて、(赤色LEDの)両端の電圧は
1.4Vどころでなく2.6V+αになってるのでしょう。

> この場合、青色LEDにかかる電圧は、抵抗分電圧が降下し、
> むしろ下がっていると思います。

そうですね. 電流が大きすぎて、「1.4Vを保つ」ことが
できなくなっていて、ます.
これは正常な使用状況なく、長持ちしないと思います。

ANo.6 での参照ページに抵抗値の決め方が書かれてたと思いますが、
ここでの値に当てはめると...

結線はANo.7 さんの３番目の図です.
電源電圧は6V とします.
LED には赤に10mA, 青に20mA 流すことにします.

赤側の抵抗値は, 抵抗 = 抵抗両端の電圧 ÷ 電流 ,
抵抗両端の電圧は 6V- 1.4V = 4.6V なので,
抵抗 = 4.6V ÷ ( 10 x 10^-3 ) A = 460 Ω

青側の抵抗両端の電圧は 6V-2.6V= 3.4V なので,
抵抗 = 3.4V ÷ (20 x 10^-3 ) A = 170 Ω

ここに上げた数値は大体の値なので、
もっと大電流を流して明るく点灯させられるLEDを使う場合は
適当に値を合わせてください。

お礼

回答ありがとうございます。
LEDにかかる電圧が一定という、
ことから、考え直してみます。
（逆算していって、LEDの定格に
あわせていく、のは、分かりました）。
難しいですが、面白いので、
参考ページをみながら、勉強してみます。
ありがとうございました。

回答No.8

himara-hus

ＬＥＤは、ダイオードの１種ですから、オームの法則に従いません。
普通のダイオード特性と同様な特性をとります。順方向で使います。
通常のダイオードは、ＶＦが約０．６Ｖですが、ＬＥＤはそれより高く、また色によりその電圧が異なります。ハンドブックなどで確認した方が良いです。
使い方は、＃７さんの接続のようにし、抵抗で電流値を制御（決める）します。その電流値は、ハンドブックの推奨値に従ってください。

回答No.7

nanashisan_

お礼欄を見て心配になりました。
┌──┬─┐　まさか、こんなつなぎ方してないですよね？
│□□│□│
電□□│□│
池□□▼□▼
│□□│□│
└──┴─┘
┌───┐　　もしかして、こうですか？
│□□□抵　　それなら赤しか点きません。
電□□□抗
池□□┌┴┐
│□□▼□▼
└──┴─┘
┌──┬─┐　こうして下さい。
│□□抵□抵　青も点きます。
電□□抗□抗
池□□│□│
│□□▼□▼
└──┴─┘

お礼

回答ありがとうございます。
２番目でやっていました。
確かに青色LEDの前に抵抗を
入れることで、青色も点灯しました。
青色LEDの前の抵抗は
何をしているのでしょうか。
電流を下げているのか、電圧を
下げているのか、
詳しくは、自分で、調べますので、
ポイントだけでもよかったら、
教えてください。
ありがとうございました。

回答No.6

saru_1234

ANo.4 さんに同意です。

LED は特性が抵抗器と違うので、質問者さんが悩んでるような現象が
起こります。

正常な使用方法の範囲だと、LED は電流が変わっても端子に現れる電圧が
ほぼ一定という特性があります。ものによっても違うのですが大体、
赤色LEDは1.4V くらい、青色LED は2.6V くらいです。(うろ覚えですみません)

まず、これを上回る電圧が必要です。
では電圧が高ければいいかというとそうでなく、電流を制限する為の
抵抗器やCRD(定電流ダイオード)を使います。

電流を制限しない場合、かなり大きな電流が流れます、
内部抵抗の低い電源（アルカリ乾電池、ニカド電池、自動車の鉛蓄電池など）では
LED が壊れたり、発熱したりする場合があります。

マンガン電池やボタン電池のように内部抵抗がそこそこある電源だと、
電流を多く取り出すことで電池端子電圧が下がるので、絶対ではないですが
やや安全方向に傾きます。

値の求め方など、この頁がわかりやすいです。

> http://www.audio-q.com/kousaku.htm

ここのトップページから他の情報へのリンクもあります。

赤色LEDと青色LEDを並列に繋いで点灯させようとすると、
赤色LEDにより1.4Vになってしまい青色LEDが点灯しません。

赤色LED の方に抵抗を入れた場合、抵抗の両端にも電圧が現れ、
青色LED の両端が2.6V になることができるたので両方とも点灯したのです。

ちなみに先の安全性の点で、青色LED の方にも抵抗を入れるようにしてください。

では同色LED を並列に繋いだ場合はどうかというと、
同じ型番のものなど、特性がごく近いもの同士だと両方が同じように点灯しますが、
ちょっとした個体差により個々の電流が異なり、明るさにムラが出るので、
見栄えの点でも、このような使い方は普通は避けます。
安全性の面でもよほど余裕を持った設定でないと、電流が大きく流れる個体に
ストレスがかかりますし。

お礼

回答ありがとうございます。
よろしかったら、教えてください。
青色LEDの前にのみ、抵抗をいれても、
青色LEDが点灯しました。
この場合、青色LEDにかかる電圧は、
抵抗分電圧が降下し、むしろ下がっている
と思います。
これでも、点灯する理由は、なぜでしょうか。

回答No.5

redasurc

> 電圧が等しいならば、
> 並列に負荷をいくらつなげても、
> それぞれの電流値は、等しくなる
> はずと、思います。

電源内の内部抵抗を無視すれば、電流値は変化しません。
しかし、たくさん抵抗をつないだ場合、電源内の内部抵抗が無視できなくなってきます。

> （I=V/Rで、R、Vが変更ないからです。）

もしこのVが、並列につないだ抵抗の両端の電圧のことを指しているのなら、たくさんつなぐとVは変化します。
それは上記のように内部抵抗が無視できなくなってくるからです。

>　赤色LEDがあろうが、なかろうが、
>　青色LEDには、V/Rだけの電流が流れる
>　ものだと思いますが。

その通りです。
ただし、たくさん抵抗をつなぐと、青色LEDにかかる電圧Vが低下していきます。
（内部抵抗の影響です。）

補足：
　LEDは可変の抵抗値を持つ、抵抗として扱えます。
　なのでオームの法則に従います。

回答No.4

nanashisan_

LEDを並列につないじゃダメでしょ。
LEDは抵抗ではないのでオームの法則に従いません。

お礼

本当ですか。
はじめて聞きました。参考になります。
そういえば、LEDの抵抗値とは、聞いたことが
ありません（これも疑問でした）。
ほか、何か参考になることがありましたら、
教えてください。
（並列に使うには、どうするのか。
同時は、直列、
切り替えは、リレーや、
トランジスタを使っているの
でしょうか。）
ありがとうございました。

回答No.3

noname#251407

並列抵抗の合成抵抗値により入力電流が決ります
　この電流の抵抗値逆配分で流れます
参考
　http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/register/cal.html

補足

回答ありがとうございます。
この方法で、求めた場合と、
それぞれの回路、単独にオームの法則で、
求めた場合で、値は、等しくなると思いますが。
違うでしょうか。

回答No.2

debukuro

そんなことがあるのですか？
知りませんでした
赤青を並列にして電池に繋ぐ前と後の電池の電圧を測定してみてください
何か分かるかもしれません
それぞれの電流を同時に測定できればなおいいのですが

補足

回答ありがとうございます。
電圧は、５～６Vともにかかっていました。
赤色、青色それぞれ、ひとつでも、
同じです。
電流値に問題がありそうですが、
電流値をはかる機械がないので、
測れません。