営業電気知識向上委員会
ＲＹＬ－Ｅ－１０１１

INDEX
第一章

電気とは

第一章

電気とは

第二章

発電所からコンセントまで

第三章

あかり知識

第四章

照明知識

電気とは

こ の よ う に、 豆 電 球 を 電 池 に つ な ぐ と

そもそも電気っていったい何？？

わたしたちが普段使っている電気って一体何だろう

電気の歴史■ 最初の電気は 静 電 気
紀元前六〇〇年ごろには存在が知られていたが、不可解な存在。一六～一八世紀には多くの科学者によって、静電気発生装置などが発明。火花を散らすなど、ショー的要素が強く、実用性はまだなかった。

■ 電気利用のは じ ま り
一九世紀になると、電池や発電機が登場。
コイル間に磁石を出し入れすると電気が起こるしくみを 英( フ) ァラデーにより発見。
自転車のライトをつける発電機も、このしくみを利用したものです。
豆電球はつきます（明るくなります）。

る力のことを 電圧 Ｖ
( ・ボルト）といいます。電池はこの電圧を持っているから電抗の関係のようなものです。電圧と電流は比例関係です。つまり抵抗が同じなら、電そして流れる電流の量を、電流（Ａ・アす。電池（種類にもよりますが）というのば３倍・・・・・・、という関係となりま圧が２倍になれば電流は２倍、３倍になれ

ン ペ ア ）、 電 気 の 流 れ 道 で、 電 流 を 流 れ には、プラス側に１．５Ｖの電圧を持ってい気を流せるのです。

くくするものを、抵抗（Ω・オーム）とい

アメリカで最初の火力
豆 電 球 を 通 っ て 電 池 へ 戻 る の で す。 そ しですね。つまり電池から電気が流れ出て、水門（抵抗）はそのままで、水の押力（電圧 は) そのままで水門 抵(抗 を) 閉めていくと 流れ出る水の量は水門を閉めるだけ

けて電気が流れるのです。

え ず・・・ 。) そ し て そ の ２ つ を 銅 線 な
んかでつなぐと 電圧の高い＋から－へ向

ス側は０Ｖです（本当は少し違うがとりあ

ま す（ 電 池 に 書 い て あ る ）。 そ し て マ イ ナ)

います。
これではわかりずらいので、３つの関係を水門でたとえてみましょう。

３つの関係としてはこんな感じです。水を電気として、電圧 Ｖ( は) 水を押し出す発電がはじまる。
て、 そ の 流 れ 出 る 電 池 の 極 を ＋ 極、 ＋ 極力。電流 Ａ( は) 流れ出る水の量。抵抗 Ω(は水門の開き具合。

日本（東京）で最初の答 え は、 電 気 を 流 そ う と す る 圧 力 を 持 っます。

各抵抗（水門）で電気エネルギーが発生し

左 図 の 通 り、２４Ｖ の 電 圧 を か け る と、かせない部品の一つです。

を持っているのが抵抗器で、電気回路に欠で、電気回路をスムーズに動作させる働き

流れなくなります。これが電圧と電流と抵ＬＥＤ（発光ダイオード）を光らせるた

抵抗器の役割て い る か ら で す。 こ の 電 気 を 流 そ う と す

では、なぜ電気が流れるのでしょう？

圧）を２倍にすれば、流れ出る水の量 電(
流 は) ２ 倍 に な り ま す。 ま た 水 の 押 力 電(

京都で最初の水力発電

から出た電気が戻るのが－極です。

ってことは、豆電球に電気が流れたから

ワット数の大小で明るさが変わります。

火力発電所（石炭利用）■ 発電のはじま り
一八八一年

一八八七年

一八九二年
所がつくられる。
→京都で初の路面電車が走る

電気の抵抗って？
そ の 名 の 通 り、「電気を流れにくくするもの」です。電熱線、モーター、電球、それら自体も「抵抗」の一部となります。そこを通ることで、電気エネルギーが奪われます。それが消費電力 Ｗ( で) す。奪われたエネルギーが熱になったり、光になった
り、動力になったりするわけです。

どんな使い方があるの？
電流を調整する為に用いられます。電流
値を変えたい時には抵抗を変えれば良いの
抵抗を大きくすると電流は小さくなり、めに仮に、その両端に２Ｖの電圧をかけるです。
（抵抗器などで）抵抗を小さくすると電流は大きくなりまとします。
①では電圧（Ｖ）が足りないため、発光
しません。
②は、
必要な２Ｖの電圧に対し、電圧オーバー（３Ｖ）になり、電流が流れすぎてＬ
そこで、③のようにＬＥＤと電池の間に水門）はその総和となります。

１６Ａの３．８４Ｗですので、２基板（２ルーペルの最小ユニット（１基板）は０．

みんなをビックリさせました。
抵抗）により、 0.16 Ａにしています。

す。また、抵抗に電流が流れると熱が発生
し ま す。（ 抵 抗 値 が 大 き い ほ ど 発 熱 量 は 大
きい）例えば電気コンロで、抵抗値の大きな材料（ニクロム線など）を使います。
までに電気を送る役目です。この時は抵抗抵抗器をつないでみると適度な明るさで発ＥＤを壊してしまいます。

が大きいと電気が熱になる率が大きくなり光し、ＬＥＤにも電池にも無理をかけずにそして、私たちの生活にかかせない家庭

無駄になってしまいます。このため、抵抗

うまく動作しました。

を修復 ・ 模造製作。
ルーペルはこの部分の 「抵抗」（チップ

基板が 2 枚の場合では DC24V x 0.32A = 7.68W となります。

電子が移動する現象の事。

の小さい銅とアルミニウムが電線の材料に（静電気発生装置）
消費電力 (W) は 3.84 となる。 という意味です。

簡単に言うと、金属の線の中を飛び回る小さな粒（電子）の流れの事。

このように電流の流れを制限すること

DC（直流）24V の電圧をかけ、 0.16 の電流 (A) にすることで、と言います。（消費電力）

第一章

使われています。

オランダで発明されたエレキテル
電力 (W) は V.（電圧）× A.（電流値）の計算で算出できます。 ( V x A = W )ここで生じた電気エネルギー 《電力 / 仕事量》 をワット（Ｗ．）

451776 年、 日本でも、 平賀源内が【 ルーペルの電気特性 】

電気とは
第一章

文章を呼んで、 内容を復習してみましょう。

第一章

まとめ

電気の歴史
静電気の存在19 世紀

1881 年1887 年1892 年

紀元前 600 年ごろから認知

ファラデーによる発電機の発明

火力発電（アメリカ）

日本初の火力発電

京都で水力発電

電気とは■ 電池から電気が流れて、 また電池へ戻る■ 電気が流れるのは、 電気を流そうとする 「圧力」 のため

第二章

発電所から
コンセントまで

電圧（Ｖ）

電流（Ａ）

抵抗（Ω）

電気を流そうとする力

電気が流れる量

電圧過多を抑えるもの
電熱線、 モーター、 電球なども 「抵抗」

抵抗とは
■ 電圧過多にならないよう、 電気を流れにくくするもの■ 抵抗値が大きいほど、 発熱量が大きくなる
チップ抵抗

High Bright は、アダプタからくる 24 Ｖの電圧に対し、 抵抗（チップ抵抗）をかけ、 電流を 0.16 Ａにしている。 →消費電力は 3.84 Ｗ

24 Ｖ
（電圧）

0.16 Ａ（電流）

0.16 Ａ
24 Ｖ＝ 3.84 Ｗ（1 基板）
×（電圧） （電流） （消費電力）

メモ

7

6

発電所からコンセントまで
電気ってどうやってつくるの？
■ 水力発電山の中にダムをつくり川をせき止め、水れます。 自転車のライトも同じしくみの発電機を使っています。

電気のつくり方は何となく知っている、または覚えているという方がほとんどだと思います。
では実際に、つくられた電気がどのように届くのか、その流れを見て行きましょう。

(Alternating

気を使ったテクノロジー全般が彼の業績から発容電力量を超えて使用すると、安全または

ツ で
) す。
ちなみに、東日本では５０Ｈｚ 、西日本

②遠くまで送電するのに必要な高電圧が容い。

①直流に比べ送電の際に電気損失が少な

交流には３つのメリットがあります。

れかわっているのです。

スとマイナスをそれぞれ１回づつ電流が入つまり、磁石が１周する事によってプラるからなのです。

てプラスになったりマイナスになったりす

うに発電するのですが、磁石の極性によっ磁石を回転させると、自転車のライトのよ

なぜ入れかわるかというと、次のようにあります。

は引越ししたら使えない！というケースもでは６０Ｈｚ となっており、製品によってり届けられた電気は、まず電力計量（電力

直流と交流って？

易に発生できる。
③変圧器 ト( ランス に
) より電圧を自由に変えられる。

交 流 と は「 コ ン セ ン ト 」。 プ ラ ス 極 とるが、白熱電球は、導線を熱すると光を発

転車の電球は実際は点滅していることとな

ずっと点灯していると思われている、自が真っ暗になった事があると思います。こマ イ ナ ス 極 が１ 秒 間 に５ ０ 回 又 は６ ０ 回ん。電圧の上げ下げが困難です。

記 号 Ｄ Ｃ（ Direct Currentの 略 ）。 電 化
製品のほとんどは直流でないと使えませに流れる方式。（プラス マ/ イナスあり）

直 流 と は「 乾 電 池 」。 電 流 が 常 に 一 方 向

建物へ入り、各店へと分電されます。

商業施設も家庭までと同様で、電線からす。

故障の原因となりますので、注意が必要で数という値で表します。単位はＨｚ ヘ(ルの略）
Current
一秒間に何回変わるかということを周波

入 れ か わ る 電 流。 記 号 Ａ Ｃ

電動機技術の基礎を築いた。 それだけでなく電電気のつくり方と、一軒で３０００Ｗが安全に使える電力量となり、それを超えた事により危険回避にてブレーカーが作動した為です。

回転する装置（電動機）を発明し、 その後のの落ちる力を使って水車を回し、これにつ海水

小電力のルーペルに関しても同じで、許野での貢献で知られている。 電磁気を利用して電気は発電所でつくるんだけど、つくり

ウラン燃料

ペア値）３０Ａで１００Ｖの場合で考える

発電機

メーター を) 通 り、 分( 電盤）経由により各部屋へ分配されます。分電盤はアンペア
ブレーカー 配/ 線用遮断機 漏/ 電遮断機という３つからなっています。
皆さんも経験があると思いますが、一度物理学者で、 電磁気学および電気化学の分ながっている発電機で電気をつくります。
■ 火力発電２７万５０００～５０万Ｖと超高電圧で送り出されています。
途 中 の 変 電 所（ 電 圧 を 下 げ る と こ ろ ） を
経 由 し て 各 家 庭 に 届 く ま で に は１０ ０ ～２００Ｖまでに下げられています。
結局、電圧を下げるのなら下げた状態で送電すれば！と思いますが、送電をすると電 線 自 体 の 抵 抗 に よ り、 電 気 ロ ス が 発 生、送電途中で電気の一部が熱となって逃げてしまいます。
電気は高電圧なほど、電気抵抗に対するロスが少なくなるという特性を生かしています。

分電盤が必要分電盤とは、電気を住宅内に分岐するた

蒸気発生器

れは仮に契約電流 各( 家庭で契約したアンにたくさんの電化製品を使うと、突然部屋

マイケル・ファラデーは、 イングランド人の化学者・

方にも何種類かあるよ。けど基本的には同じ考え方なんだ！
天然ガスや石炭、石油を燃やして、水を蒸気にします。この蒸気の力でタービンの例えばどんな方法？
大部分は火力・原子力・水力で割合は、水
羽根車を回し、これにつながっている発電

原子力発電２６％機で電気をつくります。

火力発電

力発電８％
その他１％（太陽光・風力・地熱■ 原子発電６５％など）で発電方法は違うけど、全て何かを
原子力の熱で水を蒸気にします。この蒸は、 この現象を利用したもので、 コイルとコイルの間で、 磁石を回すと電気が作らマイケル ・ ファラデー（Michael Faraday, 1791 - 1867）

展したものである。

タービン
水

羽根車
蒸気
加圧器
制御棒

回して発電しているんだよ！

発生する電流は多くなります。 この現象はファラデーが発見しました。 発電のしくみ

気の力でタービンの羽根車をまわし、これで回す水車もタービンと同じ働きをします。

につながっている発電機で電気をつくります。

電気が届くまでの力でタービンを回して発電機で発電します。 水力発電

図 の よ う に 発 電 所 で 作 ら れ た 電 気 は、

火力発電も原子力発電も水を沸かして蒸気を作り、 そめの機器のことです。電柱から各家庭に送原子炉格納容器原子炉圧力容器

第二章
そう、自転車のライトと同じように。
コイルの中に磁石を出し入れすると電流が流れます。 磁石の出し入れを早くすると、

89発電所からコンセントまで
第二章

する性質を利用している為、点滅はしない

ＡＣアダプタルーペルは２４Ｖ

くあり、ＬＥＤもその中の一つです。直流には直流電流でなければ使えない機器が多が必要であります。そもそも電化製品の中あり、ルーペルＬＥＤは２４Ｖの直流電源

例 え ば、 皆 さ ん ご 存 じ の 静 電 気 で す が、量と流れる時間が問題となっています。

（Ｖ ） で は な く、 電 流（ Ａ ） で あ り、 そ の

実 は、 感 電 に お け る 直 接 的 原 因 は 電 圧

が 安 全 だ か ら と い う 答 え に な る が・・・。

簡単に言うと、１００Ｖより２４Ｖの方③電源回路からのノイズ／発熱を製品から遠ざが、ＬＥＤを直付けした場合は回転速度とさらに、なぜルーペルは２４Ｖなのだろう？そして他社製品も１２Ｖまたは２４Ｖ（ Ｄ Ｃ ） で 点 灯 さ せ る 為、 交 流 Ａ(Ｃ か)ら直流を作り出す必要があります。この電電圧は数千ボルトから数万ボルトと言われこのような基準値があり、日常一般的な設計 ・ 製造コスト等が抑えられる。

A

なぜルーペルにはＡＣアダプターが必要なのか？

源回路を製品に内蔵しているか、外付けでていますが、流れる時間が短く、電気量がが多いのはなぜ？

ＡＣアダプタの形状にしているかの違いが少ない為に、感電死する事はあまり無いよ

家庭用のコンセントは１００Ｖの交流で

あります。
うです。

く、危険度を電圧値で表示したほうが理解

第２種の２５Ｖ以下が採用されたのだと考ドイツ・イギリスでは

ちなみに、日本・オランダでの通常安全②ＡＣアダプタを他の製品と共通化することで、２４Ｖと国によって違いがあります。

①製品の小型化が出来る。

行ったり来たり

ＡＣアダプタにする利点は、高く、流れる量が多ければ感電死する事が逆に低電圧の２４Ｖであっても電流値が①製品の小型化が出来る。
あります。また、接触した人の皮膚の状態です。 触( った時の状況により）したがって、単純に電圧（Ｖ）の大きさと人体内部の抵抗値により左右されるよう②ＡＣアダプタを他の製品と共通化することで、設計・製造コスト等が抑えられる。
③電源回路からのノイズ／発熱を製品から遠ざけられる。
だ け で は 判 断 で き ま せ ん。 し か し な が ら、

現在のＬＥＤ市場も製品の小型化（アダしやすい為、電圧表示となっているようでえられます。

電源は一般に電圧値で表示される事が多プタ外付）にするのか？もしくは内蔵型（大す。

が、あります。

きくなる）にするのか？二極化となっておられる。

マイナスとプラスを■ タービン（水車）を回し、 電気を発生させる。 → 自転車のライトを大きくしたもの

り、お客様のニーズもさまざまとなってお②遠くまで送電するのに必要な高電圧が容易に発生

電気のつくり方

電圧は５０Ｖ以下

なぜ 「交流」 で送電するのか？

比例して点滅する事となる。

まとめ

安全電圧にて、 社( 日) 本電気協会で「低圧電路地絡保護指針」が示されています。

直流（DC）と交流（AC）

交流の電気

つまり、水力・火力・原子力はすべて回文章を呼んで、 内容を復習してみましょう。

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11

発電所からコンセントまで
第二章
けられる。
メモ

■ ＡＣアダプタにする利点
24V
100V

③変圧器 ( トランス ) により電圧を自由に変え

AC アダプタ①直流に比べ送電の際に電気損失が少ない。
直流発生できる。
アダプタ

発電所■ 電化製品は 「直流」 でないとダメ。
交流
交流

本体の
スリム化
ノイズ

変電所

発電所

ります。

変電所で電圧を調整する。

S

転を用いて発電するため、必然的に「交流」

く電気を届かせるため、 高電圧で送電し、

+
−

原子力発電
火力発電
水力発電

■ 電線などの 「抵抗」 があるので、 効率よ100〜 200V
超高電圧

Nとなります。

電気が届くまで

磁石を回転させて発電

第二章発電所からコンセントまで第二章

あかり知識ライティン)Lighting(Ｌ/ ＥＤの歴史と、人の感情・気分に作用するように光を物とその周りを見えるように光で照らすことし…

一九二六年 独( ゲ
) ルマーが蛍光灯を発明。

が あ っ た の で す。 ビ ッ ク リ！ そ の 後、フ ィ ラ メ ン ト に 使 い ま し た。 日 本 に 由 来

都八幡男山の竹を焼き、炭にしたものを伝達されるように光そのものを見せることなどなどが定義されています。

照明の分類
照明は大きく二つに分類されます。昼光
照 明 と 人 工 照 明 で す。 昼 光 照 明 と は 昼 光
太( 陽の光 を) 源とする照明のこと。
窓を大きくしたり、ショッピングセンターなど吹き抜けで屋根をガラスにするなどにより太陽の光を取り入れたりすることです。
人工照明とはその名の通り、人の手によっなど照明器具を使LEDて作り出された照明。
ラ ン プ、 蛍 光 灯、います。

社 が 特 許 を 購 入 し、GE(General Electric)
発売となりました。

使うこと、信号・標識・看板などの情報がかの有名な 米( エ) ジソンが白熱灯を発明した事によりはじまります。エジソンは京電気によるあかりの歴史は、一八七九年

あかり

普段、
なにげに使っている照明の事を考えてみよう。

照明 し( ょうめい

照明の定義

第三章
グ ／
イルミネーション ))Illumination(
光を人の生活、活動に役立てることを目的

あかり知識
第三章
第三章
当初は高価であったため、軍用中心に使われました。一般への普及は一九五〇年頃からです。
一 九 六 二 年 に 米 ニ ッ ク・ ホ ロ ニ ア ッ()
が発明さクＪｒ ． に よ っ て 初 の 赤 色 LED
が実用化。
LED
れ、一九九三年青色の研究所
GEが実用化されると一 九 九 六 年 に 白 色 LED
長寿命で省電力な特長から照明用途として着目されるようになりました。
ちなみに、ホロニアック氏は時 代 に LEDを 発 明 し ま し た。『 発 光 ダ イ
オードの父』と呼ばれています。
を世界で始めて量産化しま た、 青 色 LED
たのがあの 〈日亜化学工業〉です。

12
13

Nick Holnyac.Jr.

赤色半導体レーザーの発明も手掛けた。

あかり知識
第三章

1928 年アメリカ ・ イリノイ州で生まれのニック ・

ホロニアック Jr. が発光ダイオード (LED) を発明したのは 1879 年にトーマス ・ エジソンが電球を発明してから 83 年後の 1962 年の事である。

ホロニアックは他に、 CD や DVD に使用される

色温度とは？

せることを想定していますが、もしもある
特定の色の物を照らすのであれば、平均演
色評価 (Ra)だ け で は な く、 先 のつの試験 色 以 外 に、 つ の 特 殊 演 色 評 価 数 用 の
試 験 色 も あ る の で、 合 計のちなみに、色温度という概念を適用できるのは白色光に対してのみ。有色光については定めることができないようです。

色の演色評

価色票があることになります。

単位は ( ケ) ル ビ ン。 色 温 度 が 低 い ほ
ど赤みを帯びた色になり、高くなるにつれ青白くなります。

というものを設定し例えば度に熱した時の色5200と同じということになります。

場 合、 黒 体 を

5
2
0
0
K

体差があるので、理想的な物体として黒体ているのです。炭には燃えやすさなどに個り、温度が高くなる事によって色が変わっを送る事によって炭の燃焼反応が強くな

明るく白っぽい色で燃えます。これは酸素

は 赤 黒 い 色 で 燃 え て い ま す が、 あ お ぐ と、す。炭を燃やす時、火が点いたばかりの炭る温度と色とには密接な関係があるのでなぜ？色なのに温度なの？？と思われてい8

一般的に使われる、平均演色評価数 (Ra)は比較した際の色ズレの大きさで決定さ演色性とは？

7

る方もいるかと思いますが、実は物が燃えKのRa=100も異なってきます。

演色性のちがいにより、使用に適した場所

LED の光り方丨照度 ル( クス は) 棚下の明るさ。

ます。

じる明るさのこと。

カ ン デ ラ は 光 源 の 明 る さ で 決 ま り ま す が、棚
( ピッチが変われば、陳列商品の見え方が変わる )す。

ルクスは光源からの距離で変わってきま

した時、どのくらいの光の量がその面に達)『= あ る 方 向 に 向 か う●輝度 『= 発光面 光(源 の) 輝き 』
輝度とはある方向から見た光源の輝きと。

た時の光の強さを人が感じる明るさのこ

光の強さ 光( 源の明るさ 』)
カンデラとは光源からある方向に照らし

●光度 カ
( ンデラ

しているかを人が感じる明るさのこと。

丨光度 カ( ンデラ は
) 素子自体の明るさ。
丨輝度は素子の輝き ま( ぶしさ と) なり丨光束 ル( ーメン は) ルーペル点灯による、お店全体に及ぼす明るさ。

例えると…

簡単に、ルーペルを棚下で使用した場合で以上、よく耳にされる言葉だと思います。

従来型蛍光灯の光り方●照度 ル( クス 『) = 照らす面の明るさ 』
ルクスとは光源からの光をある面に照ら●光束 ル( ーメン 『
) = 光の量 』
ルーメンとは光源からの光の量を人が感照度の関係

光束、光度、輝度、います。

照明委員会 で) は推奨する基準を別表のように定めて

国際演色性に関して、 CIE(

演色性 え
( んしょくせい と) は、ランプの光が照らした物体をどれだけ忠実な色では 平 均 値 で す の で、 い ろ い ろ な 色 の 物
Ra体が存在する空間を平均的に違和感無く見

演色評価数の平均となります。

演色性は通常、平均演色評価数 (Ra)によって評価されます。数値は８つの試験色での照らすことができるかという意味です。

色性の非常 に良いランプが必 要なように、美術館など、色を重視するところには、演せん。

しかしながら、 (Ra)が低いからといって照明器具の性能が劣るというわけではありまなります。

ということになり、低いほど表現力が悪くを数値化したもの こ) の 数 値 が 高 い ほ ど、
その物本来の色味を表現することができる

自然光 太( 陽光 で) 照らした場合とを比較し、その照明が自然光にどれだけ近いか！

簡( 単 に 言 う と、 あ る 照 明 と、となり、れ、色ズレの無い場合は、 Ra=100
ズレが大きいほど数値が低くなります。

1
5

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あかり知識
第三章

文章を呼んで、 内容を復習してみましょう。

第三章

まとめ

照明の定義
>> 人の生活 ・ 活動に役立てることを目的とする。 <<

照明の分類
１

昼光照明 ー 太陽光を源とする

２

人工照明 ー ランプ、 蛍光灯、 LED など

色温度とは？

第四章

照明知識

高温
8000K

●光源の発する光の色を表すもので、単位は” ケルビン (K)”。
●炎の色と温度は密接な関係にある！

低温●高温であるほど青く、 低温は赤い。

2000K

演色性とは？
■ 照明による物の見え方の事。
■ 平均演色評価数 (Ra）にて評価する。
―太陽光 Ra100 を基準とし、太陽光 ( 自然光 ) に近いほどその物本来の色見を表現している。
メモ

第二章

17

16

照明器具のしくみ）■ 電 球 の 特 性 は …（ 温 度 ／ 寿 命 な ど

熱化して暖かみのある白色光を発します。

２０ ０ ０ ～３ ０ ０ ０ ℃の 高 温 に な り、 白

で 作 ら れ、 電 流 を 流 す と 電 気 抵 抗 に よ り

常に高くなるため、ガラス球や口金の温度す。電球は点灯中にフィラメント温度が非

１０００～２０００時間と言われておりま

白 熱 電 球 の 種 類 に も よ り ま す が、 寿 命 は５％ 低い と明 るさは約８ ４％ になります。 ず使用しなければなりません。

いろいろな照明器具のしくみを学んでみましょう。

白熱電球のしくみ―白電発光―■電球の構造は…
も上昇します。特に高ワットの電球ほど発トで指定された種類とワット数の電球を必のようになります。適合した器具、ソケッ

灯方向の違いによる各部分の温度分布は図

各種電球の点灯時温度の概略値表、また点

生する熱量も大きく、温度が高くなります。

電球は使用電圧の変動によってその特性が大きく変わってきます。

流れ
電気の

裸

①フィラメント、②それを保護するガラ
ス球、そして③口金から成り立っています。
ガラス球の中は真空のものや不活性ガスを封入したものがあり、高温になるフィラメ
ントの燃焼（酸化）や蒸発を防いでいます。
小形・軽量で集光・散光も簡単にできる電球は、使われている範囲も広く、用途によ●使用電圧が高い場合
明るさは上昇しますが、消費電力が増え、寿命が短くなってしまいます。例）電圧が５％高いと寿命は約１／２となります。

（ＬＷ１００Ｖ５４Ｗ５５の場合）

ワットの区分 消費電力（Ｗ） 最大径部の温度 口金温度（度）
（度）

８０
９０
１０５
１１５
９２
１０７

１５０００時間と言われております。蛍光スイッチを入れてから安定発光までに時間

Ｄｉｓｃ ｈａｒｇ ｅ

Ｈ Ｉ Ｄ ラ ン プ 】 Ｈｉｇ ｈ

ほうが向いています。

●【

ｔｅｎｓ ｉｔｙ

可視光線に変換され、その結果蛍光灯が光

外線は蛍光管の内側の蛍光物質に当たると水銀蒸気から紫外線が発生します。この紫し ま す。 熱 電 子 が 水 銀 原 子 と 衝 突 す る と、に高電圧がかかり電極から熱電子が飛び出

グローランプが消えると、蛍光管の電極するので光がちらつきますが、最近の蛍光が得られます。普通の蛍光灯は交流で点灯

度は４０℃くらいで白熱電球より明るい光

光管が点灯しているとき蛍光管の表面の温光物質によって変えることができます。蛍蛍光灯の光の色は蛍光管の内側に塗る蛍（よく聞く、ディスチャージヘッドランプ）

ゲンランプに変わり自動車のヘッドライト

照明の主力となっております。また、ハロ

特徴からテレビや映画などのロケーション

ます。高演色・光束（ルーメン〕が大きく、長寿命・高効率（低消費電力）となってい電極間の放電による点灯。白熱電球に比べ、とも言います。点灯原理は蛍光灯と同様に

度放電ランプ （こうきどほうでんランプ）

高圧ナトリウムランプの総称であり、高輝

高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、

ｌａｍｐ

Ｉｎ

になりますので、蛍光灯よりも白熱電球のイレなどは頻繁にオンオフを繰り返すこと

うな環境には適していません。例えば、トめ、蛍光灯は頻繁にオンオフを繰り返すよ

まることになるといわれています。そのたオフすることで、約１時間程度の寿命が縮も痛む瞬間は点灯時で、蛍光灯を一回オン散が原因です。蛍光灯の電子放出物質が最電極に塗布された電子放出物質の蒸発・飛を要してしまいます。

使われます。

ンライトや車のヘッドライトなどにもよく通常の白熱電球よりも明るく店舗のダウ果）を図ったものです。

率、長寿命化（混入したハロゲンガスの効内にハロゲン族元素を封入し、小形、高効の一種（フィラメント発光）で、ガラス球

よく耳にするハロゲンランプも白熱電球

ハロゲンランプ

ガラス球

灯の寿命が決まる要因としては、蛍光灯の

75℃

96℃
56℃

り様々な形状のものがあります。

■発光の仕組みは…

寿命が長くなり、消費電力は少なくなり●使用電圧が低い場合ントが固定されています。このフィラメン
ますが、明るさが低下します。例）電圧が電球の中には導入線によって、フィラメ

トは高温に強いタングステンという金属蛍光灯のしくみ―放電発光―■蛍光灯の構造は…
蛍光管は円筒形のガラス管で、両端に電

72℃
92℃

（口金横向きの場合）

灯には、これを解決するためにインバータ

ります。

なお、最近ではタングステンと呼ばれる金属がフィ

極が取り付けられています。電極はタング

92℃
115℃

58℃ 119℃ 194℃
201℃

・定格電圧１００Ｖ 周囲温度２０℃
・口金上向きで点灯、二重コイル電球というのは、 有名なお話です。

ステンフィラメントで、エミッターといわれる電子放射物質が塗られています。ガラ

点灯方向の違いによる各部分の温度分布にも使われています。デメリットしては、（1947-1931）

ス管の中には、アルゴンなどの希ガスとわずかな水銀が封入されています。ガラス管の内壁には蛍光物質が塗られています。グ
ローランプは蛍光管の放電を起こすために必要で、安定器は蛍光管の放電を安定させる働きをします。
■発光の仕組みは…（スタータ型（ＦＬ型）の場合）
蛍 光 灯 の ス イ ッ チ を 入 れ る と、 ま ず グ
ロ ー ラ ン プ が 点 灯 し ま す。
（家庭で使用する時、一度パッと小さな光が点き、その後、蛍光灯のしくみ●蛍光灯の特性は…（温度／寿命など）

電源

105℃

光

という回路が組み込まれています。蛍光灯

蛍光灯が点くあれです。
）

固定電極

５３
７３
９２
９５
８５
１０５

用化した際に使ったのは日本の 「竹」 であった

導入線

１８
３６
５４
９０
１５０
２００

と呼ばれたトーマス ・ エジソンが白熱電球を実アンカーの種類にもよりますが、寿命は６０００～

Thomas Alva Edison

ラメントに用いられています。

〜

安定器

可動電極
（バイメタル）
蛍光管（口金下向きの場合）

金
③口
ヒューズ

２０Ｗ形
４０Ｗ形
６０Ｗ形
１００W形
１５０Ｗ
２５０Ｗ

1847 年アメリカ ・ オハイオ州生まれ。 発明王

電球の構造図18
19

グローランプ（口金上向きの場合）

光第四章①フィラメント②ガラス球

タングステンに電流が流れると高温になり光を発する。
タングステンフィラメント

蛍光体
水銀
アルゴンガスステム
フィラメント
ガラス管
口金

照明知識
第四章

ＬＥＤのしくみ
発 光 ダ イ オ ー ド（ Ｌ Ｅ Ｄ： Ｌ ｉｇ ｈ
ｔ Ｅｍ ｉｔ ｔ ｉｎｇ Ｄｉｏ ｄｅ ｓ ） は、電流を流すと発光する半導体のランプと言っていいでしょう。ところで、その半導ションと呼びます。一般に、照明メーカー
はモジュールからが守備範囲となります。

パッケージなどの数はさまざま

LED チップが実装された LED の基本単位

重要な材料であります。パッケージには用荷をもった自由電子をもち、Ｐ型がプラスのがダイオードです。Ｎ型がマイナスの電型の２種類があり、その２つを接合したもるまでの時間（束（ルーメン）が新品時の７０％に低下す②長寿命 ＝ 約４０，０００時間。光

■発光の仕組みは…
①省電力（低ランニングコスト）＝ 白
Ｎ（ ネ ガ テ ィ ブ ） 型 とＰ（ ポ ジ テ ィ ブ ） 熱電球の約１／８、蛍光灯の約１／２

途ごとにいくつかの種類がありますが、砲の電荷をもった自由ホールをもっていま＝

設計デザインの自由
商品にやさしい（変色、約８０度以上で素子の劣＝④省スペース度アップ⑤低紫外線
退色の軽減）⑥熱に弱い＝化が始まるため、放熱の必要性は白熱灯や蛍光灯より高い。

■ＣＥマーキングとは、ヨーロッパ連合（Ｅ

商品に

時間を
40,000弾型と表面実装方の２種類が一般的となり過ぎても点灯し続ける)③ 少 な い 発 熱（ 低 照 射 熱 ） ＝

実際にはます。そしてパッケージを目的に応じて基す。この２つが合体するとエネルギーを発■ロイヤル製品にマーキングされているＵ）地域で販売される指定製品に貼付を義『Ｐ Ｓ Ｅ

全検査を受けた証です。

た。

目的でＣＥ マーキングはスタートしまし流通を保証し、巨大経済圏を目指すという止して、共通な規格を作り、域内の自由なこれら障害になっている国ごとの規格を廃

ち製品仕 様を修正する必要が ありました。

ため、メーカーは輸出先の国ごとにいちい

安全規制の範囲やレベルがまちまちだった

従来、ＥＵ地域では、それぞれの国ごとに務づけら れている安全マーク のことです。

マーク』は第三者による適合安③このエネルギーレベルの体って？？ですが、簡単に言うと金属のよ

パッケージ

盤などに取り付けたものをユニットまたはエネルギーレベルの低い

うに電気を通す「導体」とプラスチックやされたもの。用途に応じて形状ややさしい（変色、退色の軽減）

高い状態にガラスのように電気を通さない「絶縁体」（器具）■ＬＥＤの特性は…（温度／寿命など）

アプリケーション

生し、光を発するわけです。

■特定電気用品以外の電気用品（それ以外の電気製品）
それ以外の電気用品は４５７品目で、ＰＳＥマークは丸形となります。

菱形ＰＳＥか丸形ＰＳＥマークが貼られこの２種類に該当しない電気製品は、ＰＳ

中国品質認証センター

ＰＳＥについてＳａ ｆｅのＰＳＥとは、Ｐｒｏ ｄｕｃ ｔ
Ｍａ ｔｅｒ ｉａ ｌｓ

Ａｐ ｐ ｌ＆ｔｙ ， Ｅ ｌｅ ｃ ｔｒ ｉｃ ａ ｌ
ｉａｎｃｅ
略 で、
『電気用品安全法』に基づき適合した商品はＰＳＥマークを表示する事となっております。基本的にＰＳＥマークが無い
ものは販売禁止されており、無い物を販売する事は違法となります。では中古品販売
はどうするの？などさまざまな論争となり社会問題となりました。ＰＳＥマークは２種類あり品目によって分かれています。

■ 特 定 電 気 用 品（ 高 危 険 度 が 予 測 さ れ、
高い安全性が要求される１１６ 品目で、Ｅ規制の対象外となる訳です。電気用品リて い な い と、 販 売 は で き ま せ ん。 そ し て、

ＰＳＥマークは菱形となります。この分類

ストは経済産業省のホームページを参照願厳重に審査される電気製品）

製品には、工場監査が要求されます。

います。スイッチング電源に関しては品目該当が微妙であり、取得していない業者もい る よ う で す。 し か し な が ら、 最 近 で は差に応じた波長の光がの中間のような性質を持ち、与える条件によって電気を通したり、通さなかったりするものです。ＬＥＤは光を発光する半導体なのです。
■ＬＥＤの構造は…
Ｌ Ｅ Ｄ 製 品 の 基 本 は ０． ３ｍ ｍ 角 程 度の Ｌ Ｅ Ｄ チ ッ プ で す。 こ の チ ッ プ を 取 り
付 け る リ ー ド フ レ イ ム、 電 流 を 流 す ワ イ
ヤ ー、 そ し て チ ッ プ を 湿 気 な ど か ら 守 り、
感電防止の役割を担う樹脂製のカバー（封止材料）で構成される単位を 「パッケージ」といいます。この構成材料のうち、封止材料は光の角度を絞るレンズの役割も兼LED の部材構成

モジュール、実際の照明器具をアプリケー

ねており、実際の耐用年数に影響を与える

湿気・漏電防止用の封止材料がレンズを兼ねる。材料はエボキシ樹脂が多い

商業施設側よりスイッチング電源もＰＳＥ

接発光する半導体部分
チップ

LED パッケージやチップが基板に実装
ユニット/ モジュール

カソード
アノード

マークが無い物は使用不可との事で、将来

放出される

結合

表面実装型
砲弾型

パッケージ基板電極

ルーペルの電源関連はＰ−

電気用品リスト（経済産業省ホームページ）
http://www.meti.go.jp/policy/consumer/seian/denan/

封入樹脂（白色 LED の場合、蛍光体分散樹脂）

的な事を踏まえ①電圧を加えると

合

位置で結合

③
光

① −

②電子が接合面を通過後②
エネルギーレベル

電子のエネルギーレベルが

ｐ型半導体
面
ｎ型半導体

レンズ

ＳＥ規格適合品の安全・安心な商品となっ−

LED の構造ています。

発光ダイオード（LED）
電子

電流

＋

カソード
アノード

リフレクター
リード
フレーム
LED チップ

LED チップ
ボンディングワイヤー
ボンディングワイヤー
白色 LED の場合
蛍光体分散樹脂

2021

電気安全環境研究所
一般財団法人

照明知識
第四章

文章を呼んで、 内容を復習してみましょう。

メモ

第四章

まとめ

白熱電球のしくみ（白熱発光）

蛍光灯のしくみ（放電発光）

LED のしくみ＋−

電流

発光ダイオード（LED）

電子

接①電圧を加えると

合
面

ｎ型半導体
エネルギーレベル

電子のエネルギーレベルが

ｐ型半導体

高い状態に
②電子が接合面を通過後②① −エネルギーレベルの低い

光

−

③

位置で結合
③このエネルギーレベルの差に応じた波長の光が

結合

放出される

PSE について

23

第二章

22