懐中電灯とは主に乾電池などを使用して、豆電球やLEDを付けるようにした携帯用のライトのことです。
懐中電灯をアメリカ英語では「フラッシュライト」といいます。
イギリスでは懐中電灯のことを「トーチ」というそうです。
最近の懐中電灯には、消費効率が良いLEDを使った商品が多くなってきました。
この記事では、懐中電灯の電気回路の仕組みと豆電球やLEDの違いについて説明します。
懐中電灯の仕組み
懐中電灯の仕組みを図解すると、図のような構造をしています。
- 電池のプラスは豆電球の一方に接続されています。
- 電池のマイナスは電線を通してスイッチの一方に接続されています。
- スイッチのもう一方から電線で、豆電球に接続されています。
- スイッチを入れると、電気の回路ができるので豆電球が光ります。
- スイッチを切ると、電気の回路が切れるので豆電球が消えます。
豆電球型の懐中電灯の仕組みを、簡単な配線図にすると次のようになります。
■ 各部分の働き
- 豆電球⇒光を発生するもの
- 電 池⇒電流を流すもの
- スイッチ⇒電気を流したり、止めたりするもの
一般的に電池のプラスは、豆電球に接続するようになっています。
懐中電灯の筒が金属の場合、電池のマイナスは、筒にスイッチを通して接続されています。
筒を利用する方が効率が良いためと考えられます。
電池の電圧は 1.5V（ボルト）から 3V（ボルト）位なので、金属部分に直接手で触れても安全性に問題はありません。
豆電球には極性がありませんので、電池のプラスとマイナスを豆電球につないで、スイッチを入れると電気が流れて豆電球が光ります。
懐中電灯のスイッチが切のとき
図のようにスイッチが切のときは、当然のことですが電気が流れることはありませんので、豆電球が光ることはありません。
懐中電灯のスイッチが入のとき
図のようにスイッチが入のときは、電気の通る道ができるので、回路に電気（電流）が流れて豆電球が光ります。
正確に言うと、豆電球を使用した懐中電灯には、電池の極性はありません。
しかし、実際の懐中電灯には電池の向きが指定されています。
なぜかと言うと電池にはデッパリがあるため、うまく接触させる工夫がされているので電池の向きが決められているのです。
乾電池は一般的に２本 直列つなぎ になっています。これは乾電池を２本にしたほうが明るく光るためです。
LEDライトの懐中電灯の仕組み
LEDライトの特徴は電子のエネルギーを直接、光のエネルギーに変えられるということです。
豆電球のように発熱することがないので、LEDライトを使った懐中電灯は消費電力が少なくて効率が良いということです。
- LEDは発光ダイオードと言われるもので半導体の一種です。
- ダイオードとは、整流作用を持つ半導体なので極性があります。
- 極性があるということは、電流を一定方向にしか流しません。
- アノードにプラス、カソードにマイナスの電圧を加えると電気が流れます。
- LEDを発光させるには、ある程度の電圧が必要で乾電池１つ 1.5V（ボルト）では発光しません。
- 大体 4,5V（ボルト）位必要なLEDが多いようです。
LEDを使った懐中電灯の回路図
LEDライトの回路図は、次のようになります。
■ LEDライトの回路図
- 回路としては豆電球のところがLEDと抵抗に変わっただけです。
- LEDは極性があると同時に、発光するために必要な電圧があります。
- 必要な電圧以下では、電流も流れませんし、また発光もしません。
- スイッチ（SW）を入れると、電圧がかかり電気が流れて光ることになります。
- R（抵抗）は電流が流れすぎないようにするものです。
豆電球とLEDの懐中電灯の違い
懐中電灯も色々な種類があります。
- 左の写真は、点灯部分に豆電球を使用しているもの。
- 右の写真は、点灯部分にLEDを使っているものです。
- 最近では豆電球の代わりにLEDが使われるようになってきています。
- LEDライトの方が明るく、エネルギー効率が良いので点灯時間が長い。
■ 豆電球とLEDライトの比較
| 豆電球ライト | LEDライト | |
|---|---|---|
| 消費電力 | LEDと比較すると大きい | 非常に小さい |
| ライトの効率 | 熱として失われる部分があり効率は良くない | エネルギー効率が良い |
| 点灯時間 | 比較的短い | 非常に長く点灯できる |
LEDライトの紹介
■ パナソニック LED懐中電灯 電池がどれでもライト
単1形電池から単4形の電池まで、それぞれの電池を1本づつ合計4本の電池を入れて使うことができます。
電池の切り替えは、先端のフード部を回転させることで、電池を切り替えて使うことができます。
特別に、照度があるわけではありませんが、非常用のライトとして最適です。
■ ASAHI（アサヒ）LEDハンディライト
価格も安く、コスパが最高の商品です。
1800ルーメンの明るさに加え、5つの点灯モードがあります。
全長が12.9～15cmの手のひらサイズで生活防水です。
以上で「懐中電灯の仕組み」の説明を終わります。
