クリプトン球やクセノン球、探見球などの小さな電球は
基本的にはどう違うのですか?また、どの電球がどういう
ことに適するか教えてほしいです。
後、同じ電球でもVとA微妙に違うやつは光った時どれくらいの
違いになるかも知りたいのですが・・・

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A 回答 (2件)

>単2乾電池4本に対して電球を3,4個つける場合


乾電池を直列、電球を並列に接続するものとして話を進めます。

結論を言えば、光ることは光りますが、好ましくありません。

乾電池を直列につないだ場合、電圧は1.5×4=6Vとなりますが、
電流が流れることによって電圧降下が発生します。これにより、電球1つに
かかる電圧が下がり、暗くなってしまいます。
ここで言う電圧降下とは電池内部に存在する抵抗成分(内部抵抗)にも
電流が流れることによって抵抗にオームの法則による電圧降下
(V=IR)が発生します。これにより、電池の出力電圧(端子間の電圧)が下がり、
電球が暗くなってしまいます。また、式のとおり、電圧降下は電流と抵抗に比例
しますから、同じ電球を使う場合、電球の個数に比例することになります。
電池の内部抵抗は電池が切れてくると大きくなるので、電圧降下もそれに比例します。
電流を多く流していると、電圧降下もより大きくなるのですぐに電球などは暗くなってしまいます。
ちなみに、電池の寿命はこの辺りに由来します。切れた電池でも電圧計で計るとちゃんと1.5V
出ていることが確認できますが、負荷(電球など)をつないだ途端に電圧が下がります。

また、先ほど述べたとおり、電球は電流-光特性が直線ではないため、
電流が少し下がるだけで光量がぐんと落ちるので、さらに効率が落ちます。

短時間でも良く、一度に複数個所照らす必要がある、または短時間でも良いので
一度に多くの光量を必要とする以外の用途では使わないほうが無難です。

どうしてもというのであれば、切り替えスイッチ等を用いて効率よく使える工夫を
すると良いでしょう。
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この回答へのお礼

ものすごく助かりました。
これを参考にして頑張ります。

お礼日時:2001/03/18 06:43

クリプトン球、クセノン球、通常の電球では明るさが違います。


クセノン球が一番明るかったと思います。
その他、発光色に若干の違いがあったと思いますが、覚えていません。

クリプトンもクセノンも希ガスです。希ガスとは化学の周期表の一番
右端にある最も反応しにくい物質で、フィラメントの加熱による酸化を
防ぐ目的でガラス管に封入してあります。
ちなみに、一番安いものにはアルゴンが使われています。

同じ電球でのVとAというのは電圧と電流でしょうか?
Vは定格電圧、Aは定格電流を表します。
定格電流が多いほど明るくなりますが、消費電力が大きくなります。
電圧は、懐中電灯に使う場合、電池の数×1.5Vが電圧となりますが、
電池の電圧より少し低めのものが使われていることが多いようです。
この場合、電流がより多く流れて明るくなりますが、電球の寿命が
短くなります。
また、電球は電流-光度特性が直線ではないため、電流を大めに流すことで
発光効率があがります。(寿命は短くなる)

明るさの違いと言うことになると実測していないのでなんとも言えませんが、
定格電流・電圧で使うぶんには実用上差し支えない程度と考えて下さい。
それより快適になるかどうか、という問題だと思います。もし定格電力での
照度が記載されていれば、それを参考に比を求めると良いでしょう。

電球を買う場合は、定格消費電力か、定格電圧を確認して、口金の径の合うものを
買っておけば大丈夫です。
それぞれの球にはその性能に見合った値段がついているので、値段から
良さを推定することも出来ます。

この回答への補足

ありがとうございます。
すごく勉強になりました。
大学の課題で、懐中電灯を作らなきゃいけないんです。
もう少し質問よろしいでしょうか。
単2電池4本使うんですけど、電球は3、4個ほどつけても、
明かりはつくのでしょうか?

補足日時:2001/03/15 20:09
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W数(小さいものを付けても暗くなるが、大きすぎてダイナモの能力を越えるものを付けても暗くなる)
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http://www.geocities.jp/jitensha_tanken/hub.dynamo.html#lamp

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僕自身、接地するということがいまいちどういうことなのか理解できていない感じなのですが、
引用した質問の電界の答えから、内外球の電位差を求めてC=Q/Vという定義から静電容量を求めたところ、答えと一致しました。

そこで疑問がわいたのですが、C=Q/Vの定義が使えるのは外球と内球にそれぞれ-Q、+Qの電荷を与えているときと教科書に書いてありました。

この問題だと、外球にQの電荷を与えているだけで、内球には-Q'の電荷が誘起されています。
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「2つの極板にそれぞれ +Q,-Q の電荷を与えた」というのは,
もともと電荷がなかった状態を出発点にして電荷を Q だけ一方の極板からもう一方の極板に
移したと考えればよいでしょう.
そうすれば,一方の極板には +Q の電荷が,もう一方の極板には -Q の電荷が,
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Q = CV にしたがって C = 4πε_0 a と容量が求まります.

さて,今の問題で内球を接地したというのは内球と無限遠を導線でつないだ,
つまり内球と無限遠との電位差を同じにしたことを意味します.
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記号は引用された
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3031710.html
に従っています.
内球には -Q',無限遠には -Q'' があることになりますが,
Q' と Q'' の割合は2つの電位差,すなわち外球殻と内球の電位差,および外球殻と無限遠の電位差が
等しくなるように決まります.
内球と無限遠は導線で結ばれていますから電位は同じでないといけないのです.
もし,内球からのみ電荷を外球殻に移しても,
内球と無限遠は導線で結ばれていますから電荷は自由に行き来できるので,
上の条件に従うように勝手に電荷が移動します.
引用された inara さんのご回答はこうやって Q' と Q'' を決めています.

図で表すなら

          │
      ┌───┴───┐
      │       │
      │       │
外球殻内側─┴─     ─┴─外球殻外側
                    
   内球─┬─     ─┬─無限遠
      │       │
      │       │
      └───┬───┘
          │

と思えばよいでしょう.
実際,求めた容量は2つのコンデンサーの容量を合成したものになっていますので,
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