雑学

LEDが低消費電力と言われる理由|LEDを購入する時の目安

LEDは、電球や蛍光灯に比べて低消費電力だ。LEDは、改良が進んでシェアを伸ばしてきた。何故、LEDは、電球などに比べて低消費電力なのかを、誰にでも分かるように紹介する。漠然としていたことがはっきりして世の中の見え方も変わるだろう。

LEDが低消費電力と言われる理由

LEDが、電球や蛍光灯よりも低消費電力で明るくなる理由は、発光する時のエネルギーロスが少ないためだ。

電球と蛍光灯の発光の仕組み

電球は、フィラメントに電流が流れて、凡そ2000℃以上に発熱する時に明るい光を出す。フィラメントが熱を出すのは、フィラメントの抵抗に電流が流れる時の摩擦熱。

蛍光灯も、フィラメントに電流を流す。但し、フィラメントから電子を蛍光管の中に飛び出させて、蛍光物質にぶつかる時に発光する仕組み。蛍光管内には様々な工夫があって、電球よりも効率的に発光する。

LEDの発光の仕組み

LEDは、発光ダイオードと呼ばれるPN接合を電子が通過する時に発光する仕組み。発光ダイオードには、PN接合部に電気が流れると、光る性質を持つ半導体化合物が入っている。

半導体を構成する材料によって光の波長は決まっていて、特定の色が発光する。

電球は電力を熱エネルギーで消費してしまうため、エネルギーの損失が大きい。蛍光灯は、電球よりも効率的に発光するが、電子を放出するためにフィラメントで熱を出す必要がある。

LEDは、原子を励起して発光する方式で、発光のために熱を必要としない。(但し初熱はするので注意要)

熱で発光させる電球では、約90%も高温にするためのエネルギーに使われてしまう。

LEDを購入する時の目安

LEDを買うために販売店に行くと、電球などと比べるために何ワット相当とか、何ルーメン(lm)等の表示があって、分かりにくい。

そもそも何ワット相当と言っても、光が直進するLEDと、光が部屋中に広がる電球では、比べようがない。但し明るさを表す、ルーメン(lm)表示も馴染が薄くて良くわからない。

調べた結果、電球の何ワット相当というのは、白熱電球のルーメン値を目安にして表示していた。概ね、60W相当は、810ルーメン以上。

う〜ん。これをどのように解釈して良いのか? 分からない。

結局は、どのような場所に、どの口径で付けられていたものか、どの位の明るさにしたいのかで判断することになる。

これを、お店の人に相談して購入することになりそうだ。但し、購入して使ってみると分かるが、LEDの技術は随分進化していた。部屋の明るさには驚いた。

まとめ

電球や蛍光灯と比べて、LEDが低消費電力、つまり電気代を安く出来るのは、熱を使う電球や蛍光灯に比べて、発光ダイオードを発光させる方式の違いだ。

熱を出さなければならない方式では、消費電力の殆どが発熱に使われてしまうからだ。

LEDは、Light Emitting Diodeを略したもので、PN接合構造の発光ダイオードだ。発光ダイオードは、PN接合を電子が通過する時に発光する仕組み。高いエネルギーを持った電子は、低エネルギー状態になって消滅する。この時に、余ったエネルギーが光を放出する。

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iyasaretaihito
子どもの時から、昆虫や恐竜、宇宙などに興味がある理科大好きな理系人間です。 会社は半導体設計関連会社に勤務して、60歳で定年退職後は趣味に没頭する、のん気なおじさんです。
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