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白熱灯と電球型蛍光灯において消費電力が異なる理由を知りたいです。

例えば、
「白熱灯ならば消費電力54Wで60W型相当の明るさ」
「電球型蛍光灯ならば消費電力12Wで60W型相当の明るさ」
というものが市販されています。

電球型蛍光灯の消費電力が抑えられている(省エネになっている)理由として「発熱量の違い」があげられますが、
両者の分光スペクトルを比較した場合に
「白熱灯は連続スペクトル、電球型蛍光灯は輝線スペクトルになっていて、これが省エネに関係している」
というような記述も見られます。

発熱量の違いの方が消費電力の違いに大きく影響しているように思いますが、
スペクトルの違いがどれほど消費電力の違いに影響しているのでしょうか。

白熱灯(54W) → 光(?W) + 熱(?W)
電球型蛍光灯(12W) → 光(?W) + 熱(?W)
のような具体的な数値があれば、教えてください。
よろしくお願いします。


●質問者: imacko
●カテゴリ:科学・統計資料 家電・AV機器
✍キーワード:スペクトル 比較 省エネ 蛍光灯 記述
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 3/3件

▽最新の回答へ

1 ● KUROX
●100ポイント

http://www.technobahn.com/cgi-bin/news/read2?f=200702011910

白熱電球->光に変換できるのかを示すエネルギー変換効率は5%前後

蛍光灯型電球->エネルギー変換効率は25%前後となる。

これが正しいとして計算すると

白熱灯(54W) → 光(2.7W) + 熱(51.3W)

電球型蛍光灯(12W) → 光(3W) + 熱(9W)

光のw数が同程度になってるので、ほぼ正しいかと。

---------

超高輝度白色LEDのスペクトルが連続スペクトル(とみなせる)なので、違うんじゃないかなと

思いますが・・。

http://www2.hamajima.co.jp/~elegance/se-net/reikai/030/index.htm...

◎質問者からの返答

やはり発熱による影響の方が大きい(むしろ発熱の量のみによる)と考えた方がよさそうですね。

エネルギー変換効率などの説明が非常に分かりやすく納得がいきました。ありがとうございます。


2 ● seble
●25ポイント

http://www.koyodenki.co.jp/know/system.html

白熱灯と蛍光灯は発光原理がまるで違うので、それぞれの特徴も異なり、消費電力も異なります。

発熱量にしても、発光スペクトルの違いにしても、結果としてそうなっているだけの事で、消費電力が違う理由ではないと思います。

エネルギー保存の法則から考えたいのかもしれませんが、、、

◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。

発光原理が異なり、結果として消費電力が異なるということは理解できました。

電気エネルギーが光や熱のエネルギーに変換されるということは同じだと考えています。

発光原理が異なることで、光や熱のエネルギーにどのような差ができるのかを知りたいのです。


3 ● virtual
●100ポイント

http://yil.jp/opto/electromagneticalwave/light.htm

白熱電球のスペクトル分布例:紫外線は出てなく、右上がりの偏ったスペクトルになります。

通常蛍光灯のスペクトル分布:スペクトルが連続してなく、数種類の蛍光物質の発光波長のピークが合成されています。


白熱電球は読んで字のごとく金属線に電気を流して白熱させて黒体輻射の光で照らします。この黒体輻射スペクトルは可視光線以外のスペクトル、特に赤外線領域(熱)のスペクトルを多く含みます。したがって、電球に与える電力(エネルギー)のうちの多くが赤外線として放出され実際の可視光線のエネルギーはかなり小さくなります。


一方、蛍光灯は水銀のスペクトル(紫外線)から蛍光塗料で可視光線(赤緑青の三原色の可視光スペクトル)に変換しているのでそのスペクトルは赤外線の発生がかなり少なく、結果的に蛍光灯に与えた電力を白熱電球に比べて効率よく可視光線として取り出せます。

両者の分光スペクトルを比較した場合に

「白熱灯は連続スペクトル、電球型蛍光灯は輝線スペクトルになっていて、これが省エネに関係している」

というような記述も見られます。


これは、連続スペクトルか輝線スペクトルかの問題ではなく、「白熱灯は赤外線の領域から連続したスペクトルであり、蛍光灯は可視光線のみの輝線スペクトルであるので、蛍光灯の方が効率が良い」ということになります。

◎質問者からの返答

白熱灯と蛍光灯の発光の原理、スペクトルについて非常に分かりやすく理解できました。

蛍光灯は電気エネルギーを効率良く可視光線に変換しているというのがミソなのですね。

輝線スペクトルだからエネルギーが小さいというわけではなく、

蛍光灯の原理として輝線スペクトルになるということなのですね。

よくわかりました。ありがとうございます。

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