この記事で書いていること
- 白熱電球はどのようにして光るのか？
- フィラメントの構造
について説明しています。
人間は長い間、明かりに火を使ってきました。
その原料は木・油・ガスと変わってきましたが、電気という新しいエネルギーが発見されて、白熱電灯・蛍光灯・LED電灯と、次々に新たな原理の灯りが発明されました。
電球に電気を流すと光が出ます。
電球はなぜ光を発するのでしょうか。
ここでは、電球のフィラメントがどのように変化して、電球が発達してきたのか考えます。
電球が光るわけ
普通の銅線に電気を流しても、熱くもならないし明るく光ることもありません。
ところが、白熱電球に電気を流すとあかるく光ります。
いったいなぜなんでしょうか。
抵抗というのは、電気を流す時に文字通り抵抗するので、熱と光を出します。
そのために、電球は光るのです。
この光る部分のことをフィラメントといいますが、電球がつかなくなる、切れるというのはこのフィラメントが、燃えつきてしまったことをいいます。
白熱電球では、光と一緒に熱も多く発生するので電気のエネルギーが、この場合熱として使われることになります。
そのため、発光効率がほかの、照明器具から見ると良くないといえます。
電球が切れた時交換しようとして、電球にさわるとまだあたたかいことがあります。
この熱の部分は、照明としてはいらない部分です。
フィラメントが電球の価値を決める
つまり電球のフィラメントが重要な役目を持っています。
フィラメントの役割
- まず第一に電気を流した時に、よく光ること
- 熱をあまり出さないこと
- それから何といっても、燃え尽きるまでの時間が長いことです。
つまり、フィラメントの寿命が長いことが一番の条件です。
フィラメントは 炭素紙⇒竹⇒タングステン と変わってきています。
発明王のエジソンはフィラメントに、色々な材料を試して見ると 竹 が適していることを見つけました。
それまでの材料では、40時間位の寿命だったものが、竹の場合は点灯時間が200時間を超えたのです。
そこで、エジソンは世界中から竹を集めたのです。
その時、日本からは京都の岩清水八幡宮の境内の竹を材料に使った所、連続点灯時間が1200時間になったそうです。
今では照明器具として、白熱電球だけでなく、蛍光灯、LEDなどがあります。
段々と同じ明るさを出すのに使う、エネルギーが少なくなってきています。
このことは発光効率が良くなってきたと言うことができます。
最近は、省エネルギーが勧められていますから、照明器具もLEDが多くなってきています。
交差点の信号機もLEDのものが増えてきました。
以上で「白熱電球はなぜ光る？」の説明を終わります。