Зачем нужен резистор светодиоду?
Все мы привыкли к тому, что лампочка горит, если её напрямую подключить к источнику питания. Сгорает она только от перегрева нити накала, если перестараться с напряжением. Это происходит потому, что лампочка сама как резистор. Ток через неё пробирается с трудом и ему тем легче, чем выше напряжение. Но зря вы приравниваете сложный полупроводниковый прибор (в народе просто светодиод) с примитивным стеклянным пузырём с куском вольфрама внутри.
Дело в том, что светодиод токовый прибор. Если лампочка сама себе выберет ток, то светодиод выбирает себе напряжение. Т.е. если он выбирает для себя 1,8v, а мы подадим на него 1,9v, то ток вырастет на столько, что он сгорит. Это происходит потому, что он пытается удержать своё напряжение в 1,8v, а источник пытается выдать свои 1,9v. Вот такое соревнование. Если источник слабый и светодиод сумеет просадить на нём напряжение до нужного - он уцелеет, а нет - питальник выиграет смертельную для светодиода битву. Резистор ослабляет источник питания, работая как сцепление в автомобиле с заклинившей педалью газа, чтоб сбросить его скорость.
Зачем вешать на каждый светодиод по отдельному резистору?
Если у вас последовательная цепочка светодиодов (друг за другом), то хватит и одного резистора. Ток во всех точках этой цепи протекает один и тот же.
Но параллельное включение светодиодов не допустимое. Из-за их не идеального производства параметры от светодиода к светодиоду немного прыгают и весь ток, предназначенный для всех светодиодов, на себя потянет тот, который требует наименьшее напряжение. Он посадит напряжение до своей нормы, а остальным светодиодам его не хватит. В итоге получаем сгоревший светодиод. Дальше эстафета передаётся следующему по списку и так мы получаем груду поджаренных диодов.
Несколько замечаний и уточнений:
На светодиодах пишут не напряжение питания, а напряжение падения на них (то, которое они себе выбирают). И оно указывается приблизительное. Это число предназначено только для расчёта резистора и минимального напряжения питания. От напряжения питания нужно отнимать напряжение падения светодиода. Таким образом мы получаем напряжение на резисторе, а ток, который через него протекает, рассчитывается делением напряжения (оставшегося на нём) на его же сопротивление.
Если нужно рассчитать сопротивление этого резистора - делим напряжение, оставшееся на нём, на ток, который нам нужен. Все единицы в омах, вольтах и амперах. Если амперы променяем на миллиамперы, то сопротивление получаем в килоомах.
Современные сверх яркие синие, зелёные и белые светодиоды начали немного походить по свойствам на лампочки. Их можно запитывать напрямую от источника питания, но это ненадёжно т.к. они по прежнему остаются светодиодами и не лишены полностью своего порока. По сути это всё те же светодиоды, но со встроенным резистором где-то на 20 Ом. Ещё они боятся статики, но это отдельная история.
Светодиоды не такие уж и точные в плане удержания напряжения. Если поднимать ток - напряжение падения на них тоже немножечко подымается. Этим можно воспользоваться при параллельном подключении светодиодов с одной партии (у них разброс характеристик минимальный). Сверх яркие вообще можно запаралеливать просто однотипные. На однопартийность им всё равно.
