LED兩端的電壓相當恆定，例如紅色LED的電壓為2.2V，僅隨電流而略有上升。如果您為不帶串聯電阻的該LED提供3V電壓，則該LED將嘗試為此3V設置電壓/電流組合。這種電壓沒有電流流過，理論上將是10s，也許是100s的安培，這會破壞LED。如果您的電源可以提供足夠的電流，這就是發生的情況。
因此，解決方案是串聯電阻。如果您的LED需要20mA，則可以在示例中計算紅色LED

\ $ R = \ dfrac {\ Delta V} {I} = \ dfrac {3V-2.2V} {20mA } = 40 \ Omega \ $

您可能會認為直接提供2.2V也可以，但是事實並非如此。 LED或電源電壓的最細微差別可能導致LED點亮得非常暗，非常亮甚至損壞。如果電阻兩端的壓降足夠大，則串聯電阻將確保電壓的微小差異對LED電流的影響很小。

關鍵是 LED仍然是二極管，並且二極管的內部電阻非常小（當然，在“正向”方向上），因此，除非串聯串聯，否則總電阻非常低，電流幾乎沒有限制，幾乎沒有限制的電流會損壞LED並給為其供電的電路過載。

所以是的，您完全正確地認為，當元件串聯連接，但是當您添加電阻器時，會增加串聯的總電阻，從而降低電流。

總是有復雜的答案；-)。這樣看。當在電池端子上跨接電線時會發生什麼？在理想世界中，您會得到無限大的電流，它會熔化導線。我們稱這為短暫學習。由於二極管被設計為具有最小的正向電阻，因此我們獲得與短路相同的效果。在其中放置一個電阻器，以提供一些抵抗電流的功能，以將其限制為無限遠。

想像一下

• 您有一台水力驅動的電動機，其速度與電流成正比。

• 電動機本身對電流的阻力很小-您必須控制泵外部的電流。

• 您有一台泵，該泵能夠每秒通過10米長的管道將10升泵送至電動機，然後再通過電動機，再通過另一個10米長的管道輸送至泵的吸入側。 （流速與泵產生的壓力和管道阻力有關，即不是正排量泵。

• 在操作泵時，您發現電動機也運轉了快速，您需要將流量限制為大約1升/秒。

要達到此要求，您可以在迴路中放置一個減壓閥以降低大部分壓力並降低壓力。

您可以將閥門放置在一定的壓力下，並以可調的速度在閥門上施加一定量的壓力（該壓力是可調的）。

這與您的LED非常相似，它可以在泵的入口或出口處，或者在電動機的出口或入口處，或者在任一管道中的任何地方。問題。由於沒有限幅器時電流太大，需要限制電流。該限幅器可以放置在電路中的任何地方。

使用電池-電阻器LED電路

LED有一個cer具體來說，可以說在20 mA時，LED恰好下降了3.00伏。這是某些現代LED的典型特徵。
如果我們希望以20 mA的電流運行LED，則必須安排其下降3 V-不多於不少。
如果我們希望使用9V電源工作我們N =必須以某種方式“擺脫” 9-3 = 6B的LED。
電阻做到這一點。
要在20 mA下降低6V，所需的電阻為R = V / I = 6 / 0.02 = 300歐姆。
在此示例中，一個9V電池+一個電阻+一個LED將在20 mA下工作。電阻可以放置在LED之前或之後。

與該問題無關。

與這個問題無關，但要知道您對

• 我們知道串聯電路，每個點的電流都是恆定的。“

是不正確的。

在很多電路中，這種情況很嚴重-但是在不具有真實性的直流電路中也是如此。
在只有電阻性元件的直流電路中，例如1個LED，1個電阻器電路，則為真實。但是，如果存在電抗性組件，例如電感器和電容器或某些其他非線性元件，那麼通常就不正確。

讓我們專注於這裡重要的是：LED（是二極管）的特性曲線。請查看維基百科的這張圖片。如您所見，對於二極管兩端的正電壓，其電流呈指數增長。想像一下，現在將LED連接到不帶電阻的電源。您必須設置二極管兩端的確切電壓，才能獲得點亮LED所需的確切電流。如果由於某種原因您的電源電壓增加到您需要的電壓以上一點，那麼電流將成倍增加，這可能會損壞您的二極管，那麼，電阻器如何幫助我們解決這個問題呢？ 反饋！電子學中最重要的概念之一！讓我們回到示例中，添加一個與二極管和電源串聯的電阻。現在，每當您的電源超過其標稱電壓時，二極管將再次以指數方式增加其電流，但是由於電流升高，電阻兩端的電壓也將更高，這意味著二極管兩端的電壓將降低，從而補償了電源電壓升高。

LED是由半導體材料製成的二極管，當電流流過該材料時，該二極管會產生光子。流過LED的電流越大，LED發出的光越多，它就會越亮。但是有一個上限，即足以損壞LED的電流量。

LED對流過它的電流幾乎沒有抵抗力。它提供的大多數小電阻來自發射光所損失的能量，而光子的產生是如此有效，以至於電阻幾乎可以忽略不計。但是，隨著電流的增加，光量的增加，LED將在某個時候發生故障，因為流經LED的電流量會導致材料故障。在足夠大量的電流的情況下，災難性的材料汽化可能導致LED外殼內發生小爆炸。在3.3v或5v數字電路中發現較低的電流水平，最可能的結果是半導體材料失效並停止導電，LED不再發光。

電路電壓如何影響LED的電流消耗？由於LED是二極管的一種，因此Shockley二極管方程式描述了二極管在各種電壓電平下允許的電流。該方程式表明，對於給定的電壓範圍，肖克利函數的結果遵循指數曲線。這意味著電壓的小變化可以使電流大變化。因此，在電壓高於LED的正向電壓的簡單電路中使用LED的風險在於，LED消耗的電流要比建議的水平高出令人驚訝的水平，從而導致LED故障。

請參見 Wikipedia主題LED電路以及 Wikipedia主題Shockley二極管方程。

因此，我們的想法是設計LED電路，以限制流過LED的電流量。我們要平衡有足夠的電流以產生所需的亮度水平，而又不會導致LED材料失效。限制電流的最常見方法是在電路中添加一個電阻。

LED應具有描述LED電氣特性和公差的數據表。例如，請參見此數據表型號：YSL-R531R3D-D2。

我們感興趣的第一個特徵是（1）在可能發生材料故障導致LED故障之前，LED可以承受的最大電流是多少；（2）推薦的電流範圍是多少。下表列出了典型的標準紅色LED（不同的LED具有不同的值）的這些和其他最大額定值。

在該標準紅色LED數據表的表格中，我們看到最大電流為20mA，建議範圍為16mA至18mA。此推薦範圍是LED的最亮電流，同時又不存在材料故障的風險。我們還可以看到額定功耗為105mW。我們要確保在我們的LED電路設計中，我們將其保持在建議的範圍內。

在下表中，我們找到了2.2v LED的正向電壓值。正向電壓值是當電流從陽極到陰極正向流過LED時的電壓降。請參閱使用二極管時的“正向”和“反向”電壓是什麼？。

如果我們要在2.2v的電路和20mA的電流中使用該LED，則LED的功耗將為44mW，這恰好在我們的功耗安全範圍內。如果電流從20mA變為100mA，則耗散將大於5倍或220mW，遠高於LED的額定105mW功耗，因此我們可以預期LED會發生故障。請參見當我提供過多電流時，LED會發生什麼變化？。

為了將通過LED的電流減小到推薦水平，我們將在電路中引入一個電阻。我們應該使用什麼值的電阻器？

我們使用歐姆定律計算電阻值， V = I x R 。但是，我們將進行代數轉換，因為我們想求解電阻而不是電壓，所以我們改用公式 R = V / I 。

I的值，以安培為單位的電流相當明顯，在轉換後的公式中，只需使用LED數據表中建議的最小值16mA或.016A。但是，伏特應使用什麼值V？

我們需要使用電阻的壓降，這是電阻對整個電路的總壓降的貢獻。因此，我們需要從總電路電壓中減去LED的壓降貢獻，以確定電阻器所需的壓降貢獻。 LED的壓降為正向電壓值，即上表中從陽極到陰極的正向電壓降。

對於使用3.3v電源軌作為電源的標準Raspberry Pi項目，計算將為（3.3v-2.2v）/ .016A = 69歐姆（向上舍入為68.75） > >

當計算結果顯示為69歐姆時，為什麼通常使用200歐姆這樣的電阻器值？

一個簡單的答案是200歐姆電阻是許多實驗套件中包含的常見電阻。如果LED發出的光不會明顯減少，我們想使用一個公共電阻。

因此，如果我們從69歐姆的電阻更改為200歐姆的電阻，那麼電流的變化是什麼？再次，我們這次使用歐姆定律來求解電路中的電流，當我們查看LED時， I = V / R 或 3.3v / 200 ohms = .0165A 數據表中我們看到該值在建議的16 mA至18 mA範圍內，因此LED應該足夠亮。

簡單地說，LED的電阻很低，如果僅連接到電池，流過它的電流將非常高（I = V / R），高電流意味著在較小的LED電阻中會消耗更多的功率，從而導致因為材料的熱轉換常數非常低，所以（熱）燒二極管。

請注意，耗散功率=（I ^ 2×R）。