当初のLEDは、電球などに比べて劣りしましたが、性能は向上しました。しかも、他よりも低消費電力です。LEDが、電球などに比べて低消費電力の理由を、分かりやすく紹介しています。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でしょう。
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い理由は、発光する時のエネルギーロスが少ないためです。
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します。フィラメントの熱は、フィラメントの抵抗に電流が流れる時の摩擦熱です。
蛍光灯もフィラメントに電流を流しますが、電球のようにフィラメントの摩擦熱による発光ではありません。
蛍光灯は、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させる仕組みです。
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します。そのため、蛍光灯は電球よりもエネルギー効率が良いのです。
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です。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からです。
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ようになっています。
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のです。蛍光灯は、電球よりも効率的に発光しますが、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ります。
LEDは、原子を励起して発光する方式です。そのため、発光のために熱を必要としません。
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います。
このような理由で、LEDは最も、エネルギー効率が良いのです。
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）等の表示があります。
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、比べようがありません。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のです。
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ました。概ね、60W相当は、810ルーメン以上です。
う〜ん。これをどのように解釈して良いのか？ 分かりません。
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ります。
簡単に言うと、お店の人に相談して購入すれば良いでしょう。但し、購入して使ってみると分かりますが、LEDの技術は随分進化していました。
LEDでも、十分に部屋は明るくなります。
まとめ
電球や蛍光灯と比べて、LEDが低消費電力で、電気代が安い理由は、熱を使わないからです。
LEDは、発光ダイオードを発光させる方式だからです。
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います。
LEDは、Light Emitting Diodeを略したものです。LEDは、PN接合構造の発光ダイオードです。
発光ダイオードは、PN接合を電子が通過する時に発光しています。PN接合を電子が通過する時に、高いエネルギーの電子は、低エネルギー状態になって消滅します。その際に、余ったエネルギーが光を放出して発光しています。
