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蛍光灯・無電極ランプ・LED照明の仕組み

蛍光灯・無電極ランプ・LED照明の仕組み

蛍光灯は放電、無電極ランプは電磁誘導作用、LED照明は半導体によって発光します。

放電発光の蛍光灯、電磁誘導作用の無電極ランプ、発光ダイオードについてみていきましょう。

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蛍光灯は気体の放電を利用して発光します。

蛍光管の両極には4本の端子があり、それぞれ2本の端子はフィラメントでつながっています。

フィラメントにはエミッタという電子を放出しやすくする物質が塗ってあります。

蛍光管の中には、不活性ガスと水銀が入っています。

蛍光管を発光させるには、2回電流を流す必要があります。

1度電流を流して予熱することで電子を放出しやすくします。

その後、改めて強い電圧をかけると放電が起こります。

放電を起こすために点灯管や安定器などが使われています。

放電が起こると、フィラメントから熱電子が放出され蛍光管内を移動します。

熱電子が水銀の原子にあたると、水銀の電子が紫外線を発生します。

紫外線が蛍光管に塗ってある蛍光体を発光させることで、蛍光灯は光ります。

 

グロー点灯管

①スイッチを入れると、グロー点灯管の電極間で放電が始まります。

②放電による熱によりバイメタルでできた電極が曲がり、接触して放電がとまります。

③バイメタルが冷えて元に状態に戻ると、電流は途切れます。
その瞬間、安定器に発生した高圧電流がフィラメントに流れ、蛍光との放電が始まり、明かりがつきます。

 

 

電磁誘導作用の利用

 

無電極ランプは、人工光源の一種であり、内部構造に電極を持たない高演色性、長寿命、省電力なランプです。

無電極ランプは、電磁誘導の原理と放電による発光原理を利用することで、発光管内に電極葉ありません。

このため、ランプ切れの原因となる電極の劣化・折損が生じないことが特徴なのです。

そのため、故障時の修理・交換が困難な場所など、保守管理費用の高い場所で利用されています。

工場現場、教室、図書館、生物照明、ホール、会議室、デパートの天井、工場、運動場、トンネル、交通の複雑地域(街灯、パイロットランプ、橋用ランプ)、地下鉄、駅舎、水中灯、投光照明、景観照明等

無電極ランプのコイルに交流電流を流すと磁界が発生します。

その磁界によって発生した電解の電子が激しく動き、ガラス球内の水銀にぶつかり、紫外線を出す仕組みです。

蛍光灯は放電によって電子を移動させますが、無電極ランプは電磁誘導作用によって電子を移動させます。

電子が水銀の原子にぶつかり、紫外線を発することで、明かりがつきます。

発光ダイオードの仕組みとLED照明

 

発光ダイオードは、電気をそのまま光のエネルギーに変えます。

ほかの電灯に比べて効率がよく長持ちします。

発光ダイオードは、プラスの電荷がキャリアになるP型半導体とマイナスの電荷がキャリアになるN型半導体を接合したつくりになっています。

発光ダイオードに電流を流すと、プラスの電荷とマイナスの電荷が接続面まで移動して結合します。

その結合の際に放出されるエネルギーで発光します。

発光ダイオードは、半導体の材料でいろいろな色に明かりがつきます。

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まとめ

 

人類が抱えているエネルギー問題、

現在の暮らしを見つめなおして、

未来の暮らしを考えてみましょう。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

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してくださると幸いです◎




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