问题是您（还）不了解要应用的正确基本理论:-)。

但是 - 恭喜您尝试自己解决。坚持下去，你很快就会熟悉如何正确计算它。

电压、电流和电阻可以通过水的类比来很好地模拟。电压类似于水库中的泵送压力或“水头”压力，电流类似于电流，阻力类似于管道对水流的阻力或液压马达提供的流动阻力。

因此，您的模型的“错误”是假设 Arduino 的电流额定值是驱动发生的事情的原因，而重要的是电压或泵送压力。

如果 Arduino 的 3V3 电路的额定电流为 50 mA，则这是允许流动的最大电流，而不是必须流动的电流量。

使用您的 ASCII 艺术电路图：

               330 ohms         .......
 ------------------^^^^---------| LED |-----
 |                              ```````    |
 |                                         |
(3.3V)                                     |
 |                                         |
 |                                         |
 -------------------------------------------

这里的关键方程（欧姆定律的一种排列）是

• I = V/R

这表示电流将随着施加电压的增加而增加，并随着电阻的增加而减少。这里有一个额外的因素只是为了让事情变得更有趣。LED 的作用类似于恒定电压“吸收器”。也就是说，当电流增加到某个初始限制以上时，电压不会随电流线性增加——它会增加，但会以低于电流增加率的速度增加。

重新排列你得到的方程

• R = V/I

这使您可以计算在给定可用电压下获得给定电流所需的电阻值。在我们可以应用它之前，我们需要了解一个“陷阱”。

当在其设计电流范围内工作时，大多数 LED 的电压降范围都相当有限。现代白光 LED 可能开始发光，LED 上的“压降”约为 2.8V，在 20 mA 时压降为 3V3（= 3.3 伏）（这通常是 3mm 和 5mm 引线 LED 的最大设计工作电流） ,) 并因 LED 上的 3V8 过电流而烧毁。典型的数字会有所不同，但这给出了一些想法。现代红色 LED 在 2.5 V 额定电流下运行时可能具有正向电压降，而红外 LED 可能在 1.8V 典型值下运行。在计算 LED 电流时，您可以从 LED 数据表中的典型正向压降开始。

典型的红色 LED

这是典型的现代红色 LED 的数据表。这是 Kingbright WP7113ID。我通过找到 Digikey 出售的最便宜的现货 5 毫米含铅 LED 来选择它。在 1 中是 11 美分。

数据表显示正向电压在 20 mA 时通常为 2.0V，所以我将使用该数字。

以 20 mA 运行

因为 LED 两端的电压大致恒定，所以我们需要从可用电压中减去该电压，这将通过电阻“泵送”电流。我们将设计电路以提供 20 mA - LED 额定最大值。所以我们之前的公式就变成了。

• R = (V_supply - V_LED)/我

对于 V_LED = 2v0 和 Vsupply = 3V3，我们得到

• R = (3.3 - 2.0) / .020 = 1.3 / .02 = 65 欧姆。

68 欧姆是最接近的标准“E12”* 电阻值。

电阻两端的电压降 = 3.3 - 2.0 = 1.3V - 如上所述。数据表说 LED 的 Vf 在 20 mA 时可能高达 2V5。让我们看看如果我们在 20 mA 时使用 Vf = 2.5V 的 LED 会发生什么。

如上 I = V/R = (Vsupply-VLED)/R

这里我们现在使用 I = (3.3-2.5)/68 = 0.8/68 = 0.00176A ~= 12 mA。

所以我们设计了 20 mA 但在这种情况下得到了大约 12 mA。同样，如果 LED 的 Vf 在 20 mA 时低于 2.0V（可能发生），则电流将高于 20 mA。总体而言，由于 LED Vf 的生产变化，LED 电流的变化可能 > 2:1。这就是“真正的”LED 驱动设计使用恒流源或近似恒流源的电路的原因。但是，那是另一回事了。

使用 330 欧姆电阻操作

对于您的 330R 电阻器。

LED Vf = 2V0。I_LED = V/R = (3.3-2V)/330 =~ 4 mA

LED Vf = 2V5。I_LED = V/R = (3.3-2.5V)/330 =~ 2.4 mA

数据表没有说明 Vf 最小值是多少——只有典型值和最大值——但我们假设它是 1.8V。

I_LED = V/R = (3.3-1.8)/330 = 4.5 mA

因此，LED 电流可以从 2.4 mA 变化到 4 mA = 1:1.666 比率，具体取决于 LED Vf。

但是数据表中的 Vf 为 20 mA。随着电流下降，Vf 将“稍微”下降。以下是其数据表中所选 LED 的特性。

我们可以看到 Vf 在 2 mA 时约为 1.7V，在 4 mA 时约为 1.78V，因此假设值 1.8V 足以满足我们的目的。

• E12 - 最常见的电阻器系列，精度为 5% - 每十年 12 个电阻器。

首选数字系列 - 搜索 E12，然后阅读其余部分 :-)

E12 特定 - 值和颜色代码 - 更集中但整体不太有用

您必须从 LED 电压降开始。它决定了电流，而不是相反。原因是LED的电压或多或少是固定的，而电流是可变的，以适应电路的需求。
KVL 确实是您所需要的。如果 LED 电压降为 2V，则电阻电压将为 3.3V - 2V = 1.3V，因此电路中的电流

\$I = \dfrac{1.3V}{330\Omega} = 4mA\$

因此，如果电阻上的电压降太大，它会通过降低电流自动调整到较低的值。

注意： 50mA 是该引脚可以提供的。它实际上提供的内容取决于电路的要求，并且不应更高。在我们的例子中，它要低得多，所以没关系。

对于大多数情况，假设 LED 电压降为固定值，上述计算就足够了，但有时您需要一个更准确的答案，将可变正向电压考虑在内。大多数时候，您不会有电流与正向电压的方程式，而只有图表。这意味着您无法解析地解决它。我们将看到它很容易以图形方式解决。

诀窍在于红线。在给定的图表中，这是 100\$\Omega\$ 电阻和 3V 电源的负载线。要绘制线，您可以找到它与轴相交的点。X轴上的点是电源电压，这里是3V。Y 轴上的点是 LED 电压为 0V 时的电流，因此 \$\dfrac{3V}{100\Omega}\$ = 30mA。您可能必须扩展图形，以便 Y 轴可见。
红线显示给定 LED 电压的电流。如果 LED 电压为 3V，则电流为 0。如果 LED 电压为 2V，则 LED 电流为 \$\dfrac{3V - 2V}{100\Omega}\$ = 10mA 等。函数是线性的，因此直线线。
现在您所要做的就是找到负载线与 LED 图表相交的点。因此，对于给定的情况，LED 电压为 1.81V，电流为 12mA。就这么简单，没有复杂公式的麻烦。

另请参阅此问题以了解如何计算电阻器的值。

两种可能：

• 电流额定值是采购设备能够在不损坏/过热的情况下处理的值，但不是它采取措施将自身限制在

• LED 两端的电压降比你想象的要高，因此电阻两端的电压降和通过它的电流低于 50 毫安。我刚刚翻出的随机 LED 数据表列出了 1.85v 的正向电压——这将使电阻两端的电压下降 1.45v，电流为 44 ma（恰好是我挑选的 LED 推荐值的两倍——您可能需要考虑更大的电阻器 - 旧的无线电小屋套件将使用 680 欧姆和 3v 电池供电）

如果您有电压表（或者可能是 arduino 自己的模拟输入），您可以测量电阻器和 LED 之间节点的电压，并确定电阻器和 LED 上的相应压降，从而确定来自已知电阻压降的电流.

简短的回答：

电流不会是 0.05A，仅仅因为电源规格说 0.05A；当电源规格提供电流时，这只是您应该尝试从中获取的最大值。你最终得到的电流取决于负载。

也就是说，您可以从其他答案中给出的一些漂亮图表中获得此特定案例的定量答案。