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白熱電球

白熱電球

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

白熱電球
フィラメント電流を流して高温に加熱し、その熱放射によって光を出す電球

解説

白熱電球は、高融点金属であるタングステンなどのフィラメントに電流を供給し、電気抵抗によって発生する熱(ジュール熱)を利用する照明器具です。フィラメントが2000度以上の高温に達することで生じる熱放射(黒体放射)を可視光として取り出します。供給されるエネルギーの約90パーセント以上が赤外線(熱)として放出されるため、発光効率は低いものの、太陽光に近い連続スペクトルを持ち、演色性に優れるという特徴があります。

電気回路における明るさの比較では、電球の抵抗値が重要な鍵となります。消費電力(ワット数)が大きい電球ほど抵抗値は小さくなります。そのため、接続方法によって明るさの順序が逆転します。

接続方法 明るい順序 理由
並列回路 100W > 60W > 40W 電圧が一定のため、抵抗が小さい100Wに大きな電流が流れるため
直列回路 40W > 60W > 100W 電流が一定のため、抵抗が大きい40Wでの電圧降下(消費電力)が大きいため
コラム

1879年にトーマス・エジソンが実用的な白熱電球を開発した際、フィラメントの材料として日本の京都(八幡)の竹が使用されたエピソードは有名です。現代では省エネルギーの観点からLED電球への置き換えが進んでいますが、温かみのある光や、調光のしやすさから、インテリアや写真撮影の現場では今なお重宝されています。また、電熱線の実験において、太い電熱線(抵抗が小さい)ほど同じ電圧をかけた際に大きな電流が流れ、水の温度上昇が早くなる現象は、白熱電球のワット数と明るさの関係と同様の原理に基づいています。

小学生のみなさんへ

白熱電球は、電球の中にある「フィラメント」という細い線に電気を流して、とても熱くすることで光を出す電球のことだよ。さわると火傷するくらい熱くなるのがとくちょうなんだ。最近では、あまり熱くならなくて電気を節約できるLEDという電球に交代しているけれど、あたたかみのある光が人気で今も使われているよ。

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