こんにちは。
もう完全に冬ですね。
さすがに暖房器具を使い始めましたが、なるべく弱めにして着る毛布なんかを併用してみています。
LED照明に関して私が調べた事を書いていく、このブログ。
前回は電気の「交流」と「直流」について勉強しました。
その結果、白熱電球がどう光っているのかが分かりました。
という事で予定通り今回は、もう一つの主流電灯である蛍光灯について勉強したいと思います。
→ 蛍光灯
(Wikipedia)
白熱電球と比べるとなんか複雑そうですね。
でも頑張って整理していきましょう。
1. 白熱電球とは光る仕組みが違う。
2. 点灯の仕組みにいくつかのタイプがある。
3. 直管形 / 円形 / 電球形 など色んな形がある。
4. 白熱電球同様、いくつも口金の種類がある。
5. 白熱電球よりも寿命が長い。
6. 白熱電球よりも消費電力が少ない。
大まかにはこんなところでしょうか。
ここで、「光る仕組み」と「点灯の仕組み」はしっかり切り分けておきます。
Wikipediaの項目とはちょっと異なってしまいますが、この言い方の方が分かりやすく感じました。
まず「光る仕組み」が違うという事について。
第二回で勉強した通り白熱電球は、中のフィラメントが電気によって熱される事によって発する、フィラメントの光で照らします。
蛍光灯も中にフィラメントを持っていますが、フィラメントの光で照らすわけではありません。
熱されたフィラメントとフィラメントの間を電子が移動し、放電する事で光を得ています。
ややこしいですね。
簡単に言えば、放電された電気そのものの光で照らしています。
雷ってピカっと光りますよね、あんなイメージです。
ただ、ガラス管の中に放電しやすくガスが入っていたりして、放電する方向とか強さとかを調節されていて、安定して光り続けるよう設計されています。
私が子供の頃に、ゴミ捨て場で使い古した蛍光灯を割って遊んで怒られたりしましたが、うんあれ危ないのでやめましょう。
次に「点灯の仕組み」にいきましょう。
一般的に多く使われているのは、
・グロースタート式
・ラピッドスタート式
この2つではないでしょうか。
現在では、インバーター式も増えているようですが蛍光灯の「光る仕組み」と「点灯の仕組み」を勉強するには、この2つがシンプルで勉強しやすいので、インバーター式は除外しました。
まずグロースタート式の点灯の仕組み。
私は、これを知った時にちょっと感動しました。
Wikipediaに順序立てて書いてありますが、念の為にもうちょっとシンプルにまとめてみます。
1. スイッチを入れるとグローランプ内部で放電がおこる。
2. 1の放電によってグローランプ内部のバイメタル(金属)が熱され、変形を始める。
3. 変形したバイメタルが回路を閉じて、電気が流れる閉回路のできあがり。
同時にグローランプ内部の放電が終わる。
4. できあがった閉回路に流れる電気により、蛍光灯内両端のフィラメントが熱される。
5. グローランプ内部の放電が終わっているので、バイメタルが冷えて元の状態に戻る。
6. バイメタルが作っていた閉回路がなくなる。
7. 安定器に流れていた電流が変化した事で、安定器のコイルが本気を出す。(自己誘導作用を起こす)
8. 安定器の本気によりキック電圧という高電圧が発生する。
9. キック電圧が回路にかかる事で、4で熱されたフィラメントから電子が放出され、蛍光灯が光る。
シンプルにまとめたつもりが逆に長くなったという。
いやでもこれらがほんの3秒程度の間に行われているんですよ。
ちょっとすごいと思いませんか？
更に、私は以下の疑問を持っていたのですが、この仕組みを理解した事で解決しました。
Q1. 幼少の頃、蛍光灯が灯く時に「ピンッ、ピンピン」って音がしたのは何？
A1. グローランプ内のバイメタルが変形する音だったんだね。
その時代はグロースタート式が主流だったから間違いないね。
Q2. 冬場は蛍光灯が灯くのが遅い気がする。
A2. 気温が低いと、若干フィラメントが熱されるのが遅いor熱が低い状態になって、放電開始しにくくなってるからだね。
ちなみに現在では、バイメタルの代わりに電子回路によって同じ働きをするタイプのグローランプもあり、こっちだと従来の半分の時間で点灯させられます。
さて次にラピッドスタート式ですが・・・
ちょっと長くなってしまっているので、中途半端ですが次回に持ち越しとさせていただきます。