まとめ
解説
LEDは「Light Emitting Diode」の略称で、日本語では発光ダイオードと呼ばれます。特定の方向にのみ電流を流す性質を持つP型半導体とN型半導体を接合した構造をしており、順方向に電圧をかけることで電子と正孔が再結合し、そのエネルギーが直接光として放出されます。
従来の白熱電球がフィラメントの熱放射を利用するのに対し、LEDは電気を直接光に変えるため、エネルギーの変換効率が極めて高いのが特徴です。そのため、消費電力が少なく、発熱も抑えられるという利点があります。また、フィラメントのような消耗部材がないため、寿命が非常に長いことも大きなメリットです。
| 比較項目 | LED | 白熱電球 |
|---|---|---|
| 発光の仕組み | 電気を直接光に変換 | フィラメントの熱放射 |
| エネルギー効率 | 非常に高い | 低い（多くが熱になる） |
| 寿命 | 約40,000時間以上 | 約1,000〜2,000時間 |
| 応答速度 | 非常に速い | 遅い |
電気回路における明るさの指標として、白熱電球では消費電力（W）が用いられてきましたが、LEDでは全光束（lm：ルーメン）が用いられます。例えば、100W、60W、40Wの白熱電球を並列につないだ場合、抵抗が最も小さい100Wの電球に最も大きな電流が流れ、最も明るくなります。一方、直列につないだ場合は、抵抗の大きい40Wの電球に大きな電圧がかかり、最も明るくなるという逆の現象が起こります。
また、電熱線の実験において、太さが異なる電熱線を並列につなぐと、太い（抵抗が小さい）電熱線ほど大きな電流が流れ、水温の上昇が早くなります。LEDはこれらの抵抗器とは性質が異なりますが、エネルギー効率の観点から、少ない電力で大きな効果を得る現代の技術として重要視されています。
LEDは、電気を流すと光る特別な部品のことです。日本語では「発光ダイオード」といいます。信号機や家のライト、テレビの画面など、身の回りのいろいろな場所で使われています。
LEDのすごいところは、少ない電気でとても明るく光ることです。昔からある電球は、光っているときにさわると熱いですが、LEDはあまり熱くなりません。これは、電気をむだなく光に変えているからです。また、とても長持ちするので、何度も取りかえる必要がありません。
理科の実験で使う豆電球とLEDをくらべると、LEDには電気を流す向きが決まっているという特ちょうがあります。プラスとマイナスを逆につなぐと光らないので、つなぎ方に注意しましょう。
テストでの問われ方・理解度チェック
記事の内容に誤りがありますか？
⚠️ 修正を提案する