LEDチカチカの仕組みを“電気の流れ”でイメージして理解しよう

今回は micro:bit のLEDチカチカ(点灯) が、実際どのように電気を流して光っているのかを、イメージを使って分かりやすく解説します。

LEDとは?プラスとマイナスの向きが大事

LEDには2本の足があります。

  • 長い足:プラス(+)
  • 短い足:マイナス(−)

LEDは プラス → マイナス の向きにしか電気が流れません。
逆向き(マイナス → プラス)に電気を流そうとしても、途中で突っかかって止まります。

そして、正しい向きに電気が流れたときに光るのがLEDの特徴です。

LEDには「流せる電気の量」に限界がある

LEDはとても繊細な部品で、流せる電流には上限があります。

  • 10mA程度 → 問題なく光る
  • 50mAなど大量 → 一気に壊れる

動画内で登場する「電気くん」は、常に全力疾走で走るイメージ。
LEDはその電気くんを受け止めるので、来すぎるとキャパオーバーで壊れてしまうわけです。

電気の基本:電圧・電流・抵抗のイメージ

ここで電気の基礎を整理します。

■ 電圧(V)

電気くんが落ちる「高さの差」。 高いところ → 低いところへ落ちる力のこと。

■ グラウンド(GND)

一番低い場所(0V)。 電気くんが最終的に落ちていく場所。

■ 電流(A)

電気くんが落ちるスピード。 速いほど電流が大きい、ゆっくりなら電流が小さい。

■ 抵抗(Ω)

電気くんの通り道を「細くする力」。 道が細いほど電気くんはゆっくり進む。

micro:bitでLEDを光らせるとどうなる?

micro:bitは 3V を出力できます。

  • 3V → LEDのプラス足へ
  • LEDのマイナス足 → GNDへ

この配線だけを見ると「光りそう」ですが、実は危険です。

なぜなら、micro:bitとLEDの間が太い道のままだから。

電気くんは全力疾走でLEDに突っ込んでいき、LEDは受け止めきれず壊れてしまいます。

LEDを守るために「抵抗」を入れる

LEDを壊さないためには、電気くんのスピードを落とす必要があります。

そのために使うのが 抵抗 です。

抵抗を入れると…

  • 道が細くなる
  • 電気くんのスピードが落ちる
  • LEDが安全に受け止められる

という流れになります。

実際の配線例:

  • micro:bit の 9番ピン → LEDのプラス
  • LEDのマイナス → 抵抗 → GND

抵抗値はどう決める?オームの法則で計算!

抵抗の大きさは オームの法則 を使って求めます。

V=R×I

今回の条件:

  • 電圧:3V(micro:bit)
  • 流したい電流:10mA(LED)
  • 抵抗:求めたい値

計算すると…

R=30.01=300Ω

つまり、300Ωの抵抗を入れれば安全に光らせられるということです。

抵抗が大きい・小さいとどうなる?

  • 抵抗が大きい → 道が細くなる → 電気くんがゆっくり進む → LEDは暗くなる
  • 抵抗が小さい → 道が太くなる → 電気くんが速く進む → LEDは明るくなる(流しすぎると壊れる)

まとめ

  • LEDはプラス → マイナスに電気が流れると光る
  • 流せる電流には限界があり、超えると壊れる
  • 抵抗を入れて電気くんのスピード(電流)を調整する
  • 抵抗値はオームの法則で計算できる
  • 電圧=高さ、電流=スピード、抵抗=道の太さというイメージが大事

micro:bitでLEDを光らせるときの「電気の流れ」がイメージできると、電子工作が一気に楽しくなります。

以上で今回の解説は終わります。ありがとうございました。