この記事で書いていること
- 懐中電灯の電気回路
- LEDライトの仕組み
- 豆電球とLEDの違い
- LEDライトの紹介
について説明しています。
懐中電灯とは 主に乾電池などを使用し 豆電球 や LED で点灯するようにした携帯用のライトのことです。
目次
懐中電灯の仕組み
■ 懐中電灯の仕組みと構造
- 電池のプラスは、豆電球の一方に接続されている。
- 電池のマイナスは、電線を通してスイッチに接続される。
- スイッチの片方は、豆電球のもう一方に接続されている。
- 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る。
- 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る。
豆電球型の懐中電灯の仕組みと回路図
- 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
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 良いためです。
電池が筒につながっていて危なくないの？
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。
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る。
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。
電池には「デッパリ」があるため、うまく接触させるために電池の向きが決められています。
乾電池は一般的に２本 直列つなぎ にして使います。
これは乾電池を２本にしたほうが明るく光るためです。
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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 が良くなります。
- LEDには極性があります。
- LED懐中電灯の場合は電池のプラスとマイナスが違うと点灯しません。
LEDの特徴
- LEDは発光ダイオードという半導体の一種。
- ダイオードとは、整流作用を持つ半導体なので極性がある。
- 極性があるということは、電流を一定方向にしか流さない。
- 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る。
- 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。
- LEDに必要な電圧は、およそ 4,5V（ボルト）位のLEDが多い。
LEDライトの回路図
- 回路としては豆電球が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る。
- 必要な電圧以下では、電流も流れませんし、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。
- R（抵抗）は電流が流れすぎないようにするもの。
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豆電球とLEDの懐中電灯の違い
■ 豆電球ライトとLEDライトの違い
- 点灯部分に豆電球を使用した懐中電灯
- 点灯部分にLEDを使っている懐中電灯
- 最近では豆電球の代わりにLEDが使われることが多い。
- LEDライトは明るく、エネルギー効率が良く点灯時間も長い。
豆電球とLEDライトの比較
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以上で「懐中電灯の仕組み」の説明を終わります。