白熱電球のしくみと種類
家電を知りたい
白熱電球の構造について教えてください。
家電製品マニア
白熱電球は、フィラメント、ガラス球、口金で構成されています。
家電を知りたい
フィラメントを保護するガスは何ですか？
家電製品マニア
アルゴン、窒素、クリプトンなどの不活性ガスが封入されています。
白熱電球とは。
-白熱電球-
白熱電球は、フィラメントという細い金属線を加熱して白熱させ、その光を利用する照明器具です。
白熱電球は、フィラメント、ガラスの球体、口金などから構成されています。フィラメントはタングステンでできており、これを白熱させるために内部にはアルゴンなどの不活性ガスが封入されています。これにより、フィラメントの蒸発を抑制しています。
白熱電球には、主に以下の種類があります。
* 一般照明用電球（白色塗装電球、白色ボール電球など）
* ハロゲン電球
* 反射形電球
一般的な白熱電球の寿命は、白色塗装電球で約1,000時間、白色ボール電球やハロゲン電球で約2,000時間です。
また、白熱電球は電源電圧の影響を大きく受けます。電圧が5％変動すると、光束（明るさ）は約15～20％、寿命は約1.5～2.0倍変化します。（電球の電圧特性）
白熱電球のしくみ
白熱電球のしくみとは、電気を熱に変換して光を発生させるシンプルな仕組みです。電流が細く巻かれたタングステンのフィラメントを通ると、フィラメントは高い温度で熱せられ、赤熱して光を放出します。このフィラメントをガラス球の中に封入し、球内の空気を取り除くことで、フィラメントが燃焼しないようにしています。
白熱電球の種類
白熱電球の種類では、白熱電球にはいくつかの種類があることを説明しています。代表的な種類として、通常の電球型の「一般電球」と、キャンドルのような形状をした「キャンドル電球」、小さな電球を多数使用した「シャンデリア電球」の3つが挙げられています。さらに、減光機能付きの「調光電球」や、電球の光を拡散する「乳白電球」といった特殊な電球も紹介されています。
白熱電球の寿命
白熱電球の寿命は、その構造と材料によって異なります。白熱電球の寿命に影響を与える主な要因は、フィラメントの材料、フィラメントの温度、電球内のガス圧です。
フィラメントは通常のタングステンですが、より長寿命にするためにニオブやモリブデンなどの他の金属が添加されることもあります。フィラメントの温度は光出力に影響しますが、温度が高いほど寿命が短くなります。また、電球内のガス圧はフィラメントの蒸発を防ぐために最適化されており、ガス圧が高すぎると寿命が短くなります。
白熱電球の電源電圧特性
-白熱電球の電源電圧特性-
白熱電球は、電源電圧によって明るさが変化します。一般的に、電圧が上がると明るさも上がり、電圧が下がると明るさも下がります。ただし、この関係は線形ではありません。低電圧では明るさの変化が小さく、高電圧では変化が大きくなります。
また、電源電圧が定格電圧より低い場合、フィラメントが光らないか、寿命が短くなります。逆に、電圧が高すぎる場合、フィラメントが過熱して切れたり、破裂したりする可能性があります。そのため、白熱電球を使用する際は、必ず定格電圧で電力を供給することが重要です。
白熱電球の換算表
白熱電球の換算表では、異なるワット数の白熱電球の光束（明るさ）と、それに相当するLED電球のワット数を示しています。これにより、省エネのために白熱電球をLED電球に置き換える際に、必要な明るさを維持しながら消費電力を削減することができます。例えば、従来の60ワット白熱電球と同等の明るさのLED電球は、わずか9ワットで済むのです。
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