光源の種類
電気設備において、光源は非常に重要な役割を果たしています。さまざまな種類の光源があり、それぞれが独自の特徴を持っています。この記事では、一般的な光源の種類について説明します。
蛍光灯
蛍光灯は、広く普及している光源の一つです。長寿命であり、省エネルギーであることから、多くの場所で使用されています。蛍光灯は、気体放電管を用いて発光する原理を利用しています。
LED
LEDは、Light Emitting Diode(発光ダイオード)の略称です。LEDは、省エネルギーであり、非常に長寿命です。また、多彩な色を発色することができるため、照明の分野で広く使われています。LEDは、集積回路技術の進歩によって、コンパクトで高輝度の発光を実現しています。
高圧ナトリウム灯
高圧ナトリウム灯は、ナトリウムの蒸気を用いて発光する原理を利用しています。非常に明るく、高い効率でエネルギーを消費するため、主に街路灯などで使用されています。
水銀灯
水銀灯は、水銀の蒸気を用いて発光する原理を利用しています。高い輝度と効率を持っていますが、使用には高圧が必要です。近年では、省エネルギーの問題から、使用が減少しています。
ハロゲンランプ
ハロゲンランプは、ハロゲンガスを充填した電球内部で、タングステンフィラメントに流れる電流によって発光します。発光効率が高く、明るさがありますが、発熱量が多いため、放熱対策が必要です。
以上が、一般的な光源の種類の説明です。それぞれの特徴や用途に応じて、適切な光源を選択することが重要です。
HIDランプ
HID(High Intensity Discharge)ランプは、高圧水銀灯や金属ハライドランプなどを含む、放電ランプの総称です。放電灯は、電極間に放電を発生させ、ガスの蒸気を発光させます。HIDランプは、非常に高い輝度を持ち、広い範囲の色温度を提供することができます。自動車のヘッドライトやスタジアムの照明などで使用されています。
自然光
自然光は、太陽から放射される光線です。自然光は、明るさや色温度が日中と夕方で異なります。自然光は、人間の体内リズムに影響を与えるため、人間の健康に良い影響を与えるとされています。建築物の窓や天窓を設けることで、自然光を取り入れることができます。
CFL
CFL(Compact Fluorescent Lamp)は、蛍光灯と同様の原理を用いたコンパクトな形状の光源です。従来の蛍光灯に比べて、省エネルギーであり、長寿命です。CFLは、家庭の照明などで使用されています。
以上が、光源の一般的な種類の説明です。適切な光源を選択することで、照明の効率を向上させ、省エネルギーを実現することができます。
LED
LED(Light Emitting Diode)は、エネルギーを電気から光に変換する半導体素子です。LEDは、従来の光源に比べて消費電力が少なく、長寿命であり、色温度や色の種類も豊富です。LEDは、家庭の照明や自動車のヘッドライト、交通信号灯、電子機器のバックライトなど、幅広い用途で使用されています。
OLED
OLED(Organic Light Emitting Diode)は、有機物を用いた発光素子です。OLEDは、薄く柔軟であり、広視野角で鮮明な映像を提供することができます。OLEDは、テレビやスマートフォンのディスプレイなどに使用されています。
ネオン管
ネオン管は、高圧電流を流すことにより、ガスを発光させる放電管です。ネオン管は、ビルの看板や広告、夜景の照明などに使用されています。
以上が、光源の種類の一般的な説明です。光源は、照明において非常に重要な役割を果たしています。適切な光源を選択することで、より効率的な照明を実現することができます。
照明の種類
光源に加えて、照明の種類にも注目してみましょう。
直接照明
直接照明は、光源が直接物体に照射される照明です。天井から吊るされたペンダントライトや、机の上に置かれたデスクランプなどが典型的な例です。
間接照明
間接照明は、光源が直接照射されるのではなく、壁や天井に反射して、部屋全体を均等に照らす照明です。間接照明には、壁や天井に設置されたライトや、棚の上に置かれた照明器具などがあります。
補助照明
補助照明は、特定の場所を照らすために使用される照明で、主にダウンライトやスポットライトなどが用いられます。例えば、アート作品や装飾品を引き立たせたい場合や、読書用のスペースを照らしたい場合には、補助照明が有効です。
背景照明
背景照明は、光源を背景に配置することで、物体をシルエットとして浮かび上がらせる照明です。テレビや映画のセットなどで、効果的に使われています。
以上が、照明の種類の一般的な説明です。光源だけでなく、照明の種類や配置にも注目することで、より効果的な照明を実現することができます。
照明器具の光源と特性
電気エネルギーを光に変えて利用するのが照明機器です。照明機器の光源のしくみと特徴を覚えましょう。光源は以下のような3種類に分類されます。
①温度放射光源・・・フィラメントの発熱にともなって発光する光源
②放電発光光源・・・ガスを充填した管内でアーク放電を起こして発光させる光源
③電界発光光源・・・電圧を加えると発光する性質を持つ物質を使った光源
電気エネルギーをどれだけ効率よく光に変えられるかを表す数値がランプ効率です。ランプ効率のよい光源ほど省エネ効果が高くなります。また、光を照らした時の色の見え方が自然光での見え方にどれくらい近いかを示すのが演色性です。演色性は、光源を用途に合わせて選ぶ際に重要な要素になります。
照明機器の光源とその発光のしくみ
照明光源の発光のしくみを知っておくと、その特性がよく理解できます。
温度放射光源
白熱電球・・・タングステン素材のフィラメントに電流を流して熱放射で発光する照明灯
ハロゲン電球・・・フィラメントから昇華するタングステン原子にハロゲン原子が介在して再びフィラメントに戻すので、フィラメント寿命が倍に伸びる。
放電発光光源
蛍光ランプ・・・フィラメント電極間の放電で放出される電子が、管内の水銀蒸気にぶつかって紫外線が発生し、それが蛍光面に照射して発光する
。
蛍光層が発光する蛍光ランプに対して、封入金属蒸気ガス自体が発行するのがHID灯(高輝度放電灯)です。蛍光ランプより高輝度・高効率ですが、演色性が悪く、ガスが十分に気化してからでないと発光しないので、点灯に時間がかかります。
高圧水銀ランプ・・・高圧の水銀蒸気を封入したランプで、青白い発光色で演色性は悪い。公園や道路などの照明に利用される。
高圧ナトリウムランプ・・・ナトリウムの高圧蒸気を封入したランプで、黄色い発光色で発光効率がよい。トンネル内や霧の発生しやすい場所の照明に適する。
メタルハライドランプ・・・水銀灯にメタルハライド(ハロゲン化金属)を入れて演色性をよくしたもの。プロジェクタのバックライトなどに使われる。
キセノンランプ・・・キセノン蒸気を封入して、カメラのストロボや自動車の前照灯として利用される高輝度放電灯。
電界発光光源
発光ダイオード(LED電球)・・・半導体ダイオードに電圧を印加すると発光する電界発光現象を利用した光源。直流定電流で発光するので電源回路が必要になる。
有機EL・・・厚さわずか数千万分の1メートルの有機層に電界をかけて発光させる光源。発光ダイオード以上に電流管理が必要になる。
まとめ
①白熱電球は効率が悪く寿命も短いが、点灯回路が簡単
②ハロゲン電球は白熱灯の寿命を倍に改善
③高輝度放電灯は高効率だが、演色性が悪く点灯までの時間が長い
④水銀灯の演色性を改善したメタルハライドランプ
今回は光源の種類と特徴について学習しました。第1種電気工事士の試験には必須の項目となりますのでよく理解しときましょう!
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