LED、なぜ光る?

LED、なぜ光る?

やってみよう!かんたん工作
佐藤先生のやってみよう!かんたん工作

盛岡黒石野文化部 佐藤清忠さん

 次回の8月号ではLEDライトを光らせてみます。お楽しみに!

 子どものころに「光るはオヤジのハゲあたま」と口ずさんだ私もオヤジと呼ばれる年になりました。子どもと光るといえば、今の小学生は理科の授業でLEDを光らせているのをご存知でしょうか。

 LED(Light Emitting Diode, 発光ダイオード)はP型とN型という半導体を向き合わせた構造になっており、P型は電子が不足した状態を多く含む物質、N型は電子を多く含む物質で、特殊な元素を混ぜて作られています。P側からN側に電流を流すと、P型に足りない電子を補う働きが生じそのときに光が発生します。これがLEDの仕組みです。光の色は物質の成分によって変化し、赤外線の赤色から緑色、青色まで発光します。この赤緑青の3色が混ざることで白い光にもなります。

  1. 黒の線(0V)を−(マイナス)にさす

  2. 赤の線(+5V)をF〜Jのどれかにさす

  3. 抵抗の一方の足を赤の線と横並びにさし、もう片方の足を+(プラス)にさす

  4. LEDの足の短い方を−、長い方を+にさす

 では実際にLEDを光らせてみましょう。ブレッドボードに、写真1を参考にしてLEDを取り付けてみてください。まずは1個だけ取り付けて明るさを確認しましょう。次に2つ以上のLEDを取り付けてみてください。なんだか1個だけの時より暗く見えませんか。LEDの明るさは電流に比例します。複数のLEDを取り付けたり外したりして明るさを確かめてみてください。なお、どのくらいの電流が流れるのかは、二次元コードからアクセスできるツールで計算できます。詳しい数値を確認したい方はぜひお試しあれ。

画像をクリックすると計算ツールがダウンロードされます

回路定数を入力するエリアに次のような数値が表示されています。

E1 5 1 0

・E1という部品名(Eで始まることが大事)が、電圧5Vの値で、節点の1と0(グランド)につながっている、と読みます。

R1 1000 1 2

・R1という部品名(Rで始まることが大事)が、1000Ωの値で、節点の1と2につながっている、と読みます。

DR1 2 2 0

・DR1という部品名(Dで始まることが大事)が、2番目の特性(赤色LED1)で、節点の2と0につながっている、と読みます。

これらの設定を入力した後、Ctrl + A を押すか、「計算実行」 ボタンを押すと、中央の計算結果エリアに節点電圧や電流値が表示されます。

 シニアの皆さんは小さなLEDを4つ取り付けるだけでも大変かもしれません。ですがLEDが光ったときは嬉しいものです。ぜひお孫さんと一緒にチャレンジしてみてください。

【応用編】

電流の流れは上の図のようになっており、溝を超えると電流は流れません。ジャンパー線で溝を越えて電流を流し、十字に光らせてみましょう

準備するもの

LED、ブレッドボード、コネクタ付コード、USB出力ACアダプタ、抵抗 

【参考:今回使用した部品】
・ブレッドボード BB-102
・3mm白色LED OSW54K3131A 1パック10個入
・コネクタ付コード(みの虫クリップ&ジャンパーワイヤ)2個入り

今回使用した部品は下記サイトで購入できます。
▶︎秋月電子通商

この記事をシェアする

Facebook
Twitter