グッドデザイン賞を受賞したウォーターサーバー >>

 ・・・のでしょうか?

 タイトルのとおりですが・・・。
 イロイロ調べても、二つの意見が存在するので・・・。
 
 それとも、自分は何か、根本から勘違いをしていたりするのか・・・・・・。
 
 どうぞ、よろしくお願い致します。

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A 回答 (5件)

明るさは


(電圧)x(電流)=(電力)で決まります。
しかし、電球には定格電圧が決められているため決められた電圧で使用しないと壊れたり寿命が短くなったり、表記のワット数の明るさが出なかったりします。
交流100V用の電球は交流100V以外で使っていけません。
交流100V(これは実効値の電圧です)で交流100V用電球を点灯すれば、表示されたワット数の消費電力の明るさでつきます。もちろん流れる電流(実効値)は(電球のワット数)÷(100ボルト)で計算できる電流(実効値)が流れます。その意味では
(電圧)x(電流)=(消費電力[ワット数])
なので、電圧一定なら、消費電力は電流に比例することから
明るさは電流だけで決まるといえないこともないですね。
これは電圧一定という条件が成り立っている場合だけの話です。
なので電圧または電流の片方で決まるのではなく、消費電力(ワット数)で決まるのであって、一般的にはどちらでもありませんね。

電球の明るさは交流100Vであれば、表示のワット数の明るさになります。

通常、使う電圧は定格の交流100Vと決まっていますので、60W の100V 用電球なら60/100=0.6Aの電流が流れます。
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この回答へのお礼

すごいわかりやすかったです!
どうも、ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2010/02/07 12:52

電球の条件が同一なら、電圧と電流は比例しますから、どちらとも言えません。


例えば、フィラメントの固有抵抗値が10Ωの電球に100Vの電圧を印加すればI=E/Rで10Aの電流が流れます。
この場合の電力はP=I・Eで1,000Wです。

同じ電球に、90Vの電圧を印加したなら、9Aの電流しか流れませんから、電力は810Wに下がり暗くなります。

逆に、110Vを印加した場合は、11Aの電流になりますから、1,210Wの電力となり、100Vに比較すれば明るくなります。

但し、上記の例は直流でフィラメントの抵抗値が熱の影響を受けず不変と言う条件です。実際のタングステンフィラメントは温度変化があります。

次に、交流電圧で考えてみます。
一般的な正弦波交流なら、±の繰返しですが、パルス波では、周波数の影響も受けます。
周波数の低いパルス電流より周波数の高いパルス電流のほうが、同一電圧なら平均電流値が大きくなりますから、明るさに差が生じるはずです。
これを考えると、電球の明るさは電流に左右されると結論付けて良いと思います。
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W(ワット)仕事量だと思いますよ。

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この回答へのお礼

W=VIですからね!
どうも、ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2010/02/07 12:52

1番の方のおっしゃる通りですが、通常は電源電圧が決まっている(家庭用なら100V、乾電池なら1.5Vなど)ので、同じ電源で比較すれば、流れる電流が大きい(つまり抵抗値が低い)方の電球が明るくなります。

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この回答へのお礼

電圧は決まっている・・・なるほど!
どうも、ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2010/02/07 12:52

電力(電流×電圧)


電球の明るさはWで表示していますよね。。
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この回答へのお礼

かけざんだったんですね!
どうも、ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2010/02/07 12:52

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Q豆電球の明るさが並列回路の方が明るいのはなぜですか?!?

並列回路と直列回路を比べたとき,並列回路の方が豆電球が明るくなるのはなぜですか?
そのとき豆電球と乾電池は同じものを使いました。
教えて下さい!!回答よろしくお願いします!!

Aベストアンサー

豆球を並列にして電源に繋ぎますと、豆球それぞれに電源の電圧がかかりますから豆球1個の時と同じ電流がそれぞれに流れて光ります。豆球を直列にして電源に繋ぎますと、直列の豆球の合成抵抗は豆球1個の時の2倍になります。豆球直列の両端には電源の電圧がそのままかかりますが、豆球1個には電源電圧の半分の電圧しかかかりません。つまり豆球直列の場合には同じ電源に繋いだ豆球1個の場合に比較して流れる電流が半分にしかなりませんのでその分暗くなります。オームの法則で全て理解できる事ですので良く考えて下さい。

Q豆電球の明るさは何で決まる?

豆電球の明るさは、電圧・電流・電力のどの量で決まるのでしょうか?

例えば、ある豆電球に1Vの電圧をかけた時の明るさの量をQとすると、2Vかけた時はいくつになるのでしょうか?流れる電流が倍になる(と思います)ので、2倍の2Qでしょうか?それとも電力が4倍になる(と思います)ので、4倍の4Qでしょうか?

Aベストアンサー

電力です。
1Vで発生するエネルギー量(QW)はQ=i^2R (iは電流、単位A、Rは抵抗、単位Ω)
iR=E (電圧、単位V)なので、
Q=iE、E=1、ならi=Q/Eだからi=Q/1、
今2V掛けたとするとE=2 (V)、エネルギー量はRが一定なら、iで決まりますので、
2=iR、Rが一定としたのでiが二倍、すると電力量はiの二乗に比例し4倍になります。
単純化した場合4倍のエネルギーが出ます、でも「黒体輻射」になりますので豆電球の発する光の波長分布が変わるため、単純に四倍明るいと言う訳にはいきません。

Q20Wと40Wの電球を直列につなぐと20Wの方が明るくなるのはなぜですか?

20Wと40Wの電球を直列につなぐと20Wの方が明るくなるのはなぜですか?

Aベストアンサー

 20W電球の方が抵抗が大きいからです。

 電源電圧を100V一定としますと、2つの電球の抵抗値は、次のように求められます。

  20W電球: R20=V^2/W20=100^2/20=500 (Ω)
  40W電球: R40=V^2/W40=100^2/40=250 (Ω)

 100Vの電源に、この2つの電球を直列接続したとき、流れる電流は、

  I=V/(R20+R40)=2/15 (A)

ですので、後は、これを使って各電球の消費電力を求めます。
 明るさは、消費電力が大きいほど明るくなります。

  W20=I^2・R20=(2/15)^2×500=8.9 (W)
  W40=I^2・R40=(2/15)^2×250=4.4 (W)

Qワット数の違う直列つなぎの2つの豆電球の明るさ

初めまして。

定期テストを控えた子どもから質問され困ってます。。
どなたか教えて下さい。

家庭用の電源に40Wと100Wの豆電球が直列につないであります。

問題1 電気抵抗はどちらが大きいか。
問題2 電球にかかる電圧はどちらが大きいか。
問題3 このことから考えるとどちらが明るくつくか。

直列の場合、電流は同じなのでワット数が大きいほど
電圧が大きいと思ったら答えは逆。そこで挫折してしまいました。

どうぞよろしくお願いします。

追伸
並列につなぐと100Wの方が明るい、というのが
但し書きにありました。
同じ電圧で100Wの方が明るいなら100Wの豆電球のほうが
抵抗が小さいと判断して解き始めたらよいのでしょうか?


 

Aベストアンサー

100Vでそれぞれつけると
100W/100v=1A
100V/1A=100オーム

40W/100V=0.4A
100V/0.4A=250オーム

直列につなぐと
100V/(100+250)=0.286A

100W電球の電力:I^2R=0.286×0.286×100=8.18W
40w電球の出力:I^2R=0.286×0.286×250=20.45w

予想に反して40W電球の方が明るいのです。

> 100Wの豆電球のほうが抵抗が小さいと判断して

その通りです。

Q直列回路と並列回路ではなぜ豆電球の明るさが違うのか

道筋が一本の回路と道筋が枝分かれしている回路ではなぜ豆電球の明るさが違うのですか??
直列回路より並列回路の豆電球のほうが明るいのはどうしてですか??

Aベストアンサー

豆球ひとつの両端にかかる電圧が異なるからです。並列につなぐと電池そのもの電圧がもろにかかり、直列に繋ぐとそれぞれの電圧は半分になります。電流の強さは電圧に比例しますから、ワット数が大きくなり、それだけ明るく輝くことになります。

Q豆電球の明るさの決め手

豆電球のフィラメントの抵抗は温度上昇によって変化しますよね
その場合豆電球の明るさがどうなるかはどのように判断するのでしょうか?

大学受験の問題で

電球のフィラメントに電流が流れて、フィラメントの温度が次第に上昇する。
これに伴い、電流計の指示は(小さく)なる。
この理由はフィラメントの抵抗が、温度の上昇につれて(大きく)なるという性質を持っているためである。
他方、このような電流の変化に伴い、電圧計の指示は(大きく)なる。
また電球の明るさは(明るく)なる。
(()の部分が問題です)

というものがあったのですが
電球の明るさは電力によって決まると思っていたのですがそれがまず間違いでしょうか?
もしそうだとすると

電流→小さくなる
電圧→大きくなる
抵抗→大きくなる

だけで、電力の増減が分かるものなのでしょうか?

ちなみに回答には
「フィラメントの温度が高くなるので、電球は明るくなる」
と説明されていました

どなたかこんな私に詳しい説明をお願いします

Aベストアンサー

 No.1さんのおっしゃるように、これだけでは不完全な問題ですね。
 おそらく、直流抵抗と電球が直列に接続され、これに定電圧電源が接続されている回路を指しているものと思います。
 その場合には、

  電球フィラメントの温度上昇で抵抗値が増加する
 →回路全体(直流抵抗+電球)の抵抗が増加し、電流が減少する。
 →電流は減少するが、電球フィラメントの抵抗が増加しているため、電球の電圧は増加する(直流抵抗の電圧は電流減少に比例して低下し、定電圧電源の残りの電圧が電球にかかる)

ということかと思います。

 ただ、これに「また電球の明るさは(明るく)なる。」が単純に付加されているのは疑問です。
 この文章全体の構成を分析してみましょう。

 質問者さんの書かれた文章だと、
  (A)電球のフィラメントに電流が流れて、フィラメントの温度が次第に上昇する。
 →(B)これに伴い、電流計の指示は(小さく)なる。
 →(C)他方、このような電流の変化に伴い、電圧計の指示は(大きく)なる。
 →(D)また、電球の明るさは(明るく)なる。
ということです。
 (A)→(B)→(C)が論理的につながっていることは問題なさそうです。((C)の「他方、このような電流の変化に伴い」は、明らかに(B)を受けている)

(解釈1)
 次に、(D)については、文章がだらだらと続いているので、(A)→(B)→(C)→(D)と単純に解釈してしまいそうです。この場合、質問者さんのように、「電流減少→電圧増加→」からどうして「明るさ」に結びつくのか釈然としませんね。

(解釈2)
 (D)については、「他方」と「また」の読み方によって、(D)の「また」は(C)と並列の記載と読めます。この場合には、論理的には
  (A)電球のフィラメントに電流が流れて、フィラメントの温度が次第に上昇する。
 →(B)これに伴い、電流計の指示は(小さく)なる。
 →(D)このような電流の変化に伴い、電球の明るさは(明るく)なる。
と解釈できます。この場合も、「電流が小さくなると明るくなる?」と混乱してしまいます。

(解釈3)
 しかし、「他方」と「また」の読み方によっては、(D)は(C)ではなく、(B)と並列というようにも読めます。つまり、
  (A)電球のフィラメントに電流が流れて、フィラメントの温度が次第に上昇する。
 →(D)これに伴い、電球の明るさは(明るく)なる。
   (この論理の中に(B)(C)は仲介しない)
ということです。これだと、「電流」「電圧」との関係は何も述べずに、単に「フィラメントの温度上昇で明るくなる」ということになります。

 正確な出題文を見ないと何とも言えないのですが、おそらく出題者の意図は、「解釈3」だったのではないかと思います。
 ご質問の中にも

>ちなみに回答には
>「フィラメントの温度が高くなるので、電球は明るくなる」
>と説明されていました

とあるように。

 質問者さんが「解釈1」のように解釈したことが混乱の原因だと思いますが、そう誤解させる問題文だったとしたら、問題文が悪いということでしょうね。文章のつなぎの「これに伴い」「他方」「また」というのが、何を受けて、どうつなげるものなのか、極めて曖昧です。
(物理の問題と言うよりは、現代国語の問題でした・・・)


(以下余談)
 ちなみに、電球の明るさはフィラメントの温度に依存しますが、フィラメントの温度はフィラメントで消費される「電力」に依存します。
 この場合、消費電力Wは、フィラメントの電圧V、電流をI、抵抗をRとして、

   W = I × V = I^2 × R

となります。温度が上がるとRは大きくなるが、それに伴いIが小さくなり、二乗の効果で効くので電力Wは一定のところで整定する、ということです。
 これが、「温度が上がると抵抗Rが小さくなる」特性だと、

  温度が上がる → Rが小さくなる → Iが増加する → Iの二乗の効果で電力Wが増加する → さらに温度が上がる → さらにRが小さくなる →・・・

を繰り返して「熱暴走」が起こり、フィラメントが焼き切れてしまいます。
 「負のフィードバック」ならどこかで安定しますが(自己制御性)、「正のフィードバック」では暴走や発振を起こします。
 ボーイング787のバッテリーでも、そんなことが起こっていたのでしょうか。

 No.1さんのおっしゃるように、これだけでは不完全な問題ですね。
 おそらく、直流抵抗と電球が直列に接続され、これに定電圧電源が接続されている回路を指しているものと思います。
 その場合には、

  電球フィラメントの温度上昇で抵抗値が増加する
 →回路全体(直流抵抗+電球)の抵抗が増加し、電流が減少する。
 →電流は減少するが、電球フィラメントの抵抗が増加しているため、電球の電圧は増加する(直流抵抗の電圧は電流減少に比例して低下し、定電圧電源の残りの電圧が電球にかかる)

というこ...続きを読む

Q電球の抵抗値変化と消費電力・明るさの関係

こんにちは。
私は来年大学受験を予定している者です。
物理の勉強をしていて
分からない点が出てきたので質問させてください。

起電力Vの電池に
抵抗値Rの抵抗器と
温度によって抵抗値rが変化する電球を
直列につないだとき、
「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて、電球の明るさはどうなるか。」
という問題があり、答えは「明るくなる」となっていました。

ところが、具体的に電球の抵抗値が初期値のx倍(x>1)になったときに
消費電力が初期値の何倍になるかを以下のような関数yで表してみると、

------------
 電球の抵抗:  r → xr
 電球の電圧: (r/r+R)V →(xr/xr+R)V 
 回路の電流: (1/r+R)V →(1/xr+R)V
と変化するので
 電球の消費電力: r{V/(r+R)}^2 → xr{V/(xr+R)}^2
となることから
電球の消費電力の変化倍率yは y = x{(r+R)/(xr+R)}^2
------------

となり、
rとRの比の設定具合によっては
x>1においてyのグラフが「常に単調増加」にはならず、
計算上、電球がある一定値以上の抵抗値をもつようになると、
消費電力は減衰していくことになってしまいました。
これまで学習してきた中では、消費電力 ∝ 明るさ が常だったのですが
今回の場合、どうして消費電力が減少しても「明るくなる」という答えになるのでしょうか。

・フィラメントのような発熱発光体の場合は、消費電力が減少してもエネルギー全体の中の
  光放出の割合(←温度と関係?)が増えることによって結果的に明るくなる。
・P=IVが成り立たず、上記消費電力に誤りがある。

などと推測してみたのですが、
参考書・インターネット等では明確な答えを得ることができませんでした。
高校生レベルの内容を超えた説明であっても、なんとか理解できるよう努めますので
どなたかご助力よろしくお願いします。

こんにちは。
私は来年大学受験を予定している者です。
物理の勉強をしていて
分からない点が出てきたので質問させてください。

起電力Vの電池に
抵抗値Rの抵抗器と
温度によって抵抗値rが変化する電球を
直列につないだとき、
「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて、電球の明るさはどうなるか。」
という問題があり、答えは「明るくなる」となっていました。

ところが、具体的に電球の抵抗値が初期値のx倍(x>1)になったときに
消費電力が初期値の何倍になるかを以下のような関数yで表...続きを読む

Aベストアンサー

先の方々のご回答で尽きているかもしれませんが、
ほんのちょっとだけ異なる私の解釈を蛇足として記します(違っているかも知れません)。

P=IVはいつも正しいです。
「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて、電球の明るさはどうなるか。」は設問の仕方に(おそらくは設問者も意識していない)落とし穴っぽい部分も感じますが、私の解釈は「フィラメント温度が上がるなら明るくなる、瞬時の消費電力がどうあれ」です。

「今回の場合、どうして消費電力が減少しても「明るくなる」という答えになるのでしょうか。」は勘違いかと。設問は「消費電力が減少しても」とはなっていないようです。

式は追っていませんが、きっと正しいでしょう。でもこの設問の場合、関係ないっぽいです。rが増大すれば電球の消費電力は低減するのはそのとおりです。でも設問は「温度が上昇するにつれ」です

普通の電源はR<<rです。スイッチを入れた瞬間からフィラメント温度が上がるにつれ消費電力は急激にへります。にもかかわらず明るくなるのは、消費電力は減りつつもそれまでの蓄熱があるから温度は下がらず少しの電力で温度は上がり続けるからです。やがてあるところで平衡します。

もう少し付け加えると、仮にRが初期のrより大きい変な条件としても、次のように答えは変わらないはずだと思います。
温度が上昇し続けて行って、rがRを超えて、消費電力が低減していく状況に入るとします。でも仮にその状況に入ると温度は今度は低下します。で、きっとその状況には入らずに平衡点としてはr=Rとなる温度状態で落ち着くんじゃないですか。結局のところ立てられた式の答えは、光は(電球消費電力も)漸増していってあるところで落ち着く。質問者様はrがどんどん増えていったら、という考え方で論じていますが、rが勝手に平衡点を超えてどんどん増えていくというメカニズムはこのシステムの中にはありません。そして設問は「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて」と言う以上、この電球消費電力漸増中の状態についての問いである、ということになります。設問者がそう意識したかどうかは疑問ですが。

先の方々のご回答で尽きているかもしれませんが、
ほんのちょっとだけ異なる私の解釈を蛇足として記します(違っているかも知れません)。

P=IVはいつも正しいです。
「フィラメントの温度が次第に上昇するにつれて、電球の明るさはどうなるか。」は設問の仕方に(おそらくは設問者も意識していない)落とし穴っぽい部分も感じますが、私の解釈は「フィラメント温度が上がるなら明るくなる、瞬時の消費電力がどうあれ」です。

「今回の場合、どうして消費電力が減少しても「明るくなる」という答えになる...続きを読む

Q豆電球の明るさと電圧について おしえてください><

豆電球の明るさは、電圧だけに関係しているのですか?
電流が弱くても明るさは変わらないのでしょうか?

参考書などを見ても 載っていません><
おしえてください

Aベストアンサー

>豆電球の明るさは、電圧だけに関係しているのですか?
電流が弱くても明るさは変わらないのでしょうか?
→そこの回路(ここでは豆電球)にかかる電圧と豆電球の抵抗値によって、流れる電流の大きさが決まります。I=V/R

 ただ、豆電球の場合、電流がたくさん流れると、より明るくなりますよね。ですから、電圧を高くすれば、電流がたくさん流れて明るくなるわけです。

 基本形なので、参考書の最初のほうに書かれていることを組み合わせて考えれば、理解できるようになります。

http://www.kepco.co.jp/emf-k/kiso/v_a.htm
とか
http://oyabunn.hp.infoseek.co.jp/densi/denkit-4.htm
を見ると参考になるかも。

頑張ってくださいね。

参考URL:http://www.kepco.co.jp/emf-k/kiso/v_a.htm

Qランプ電圧について

ランプ電圧が何のことかわかりません。辞書を調べると、ランプ=rampらしく、スロープという意味なのですが・・・ 具体的にどういう電圧のことを言うのでしょうか? ランプ電流もよくわかりません。

Aベストアンサー

ランプは、Rampであっています。
Ramp:(高さの異なる二つの道路・建物の階などをつなぐ)斜道, 傾斜路. の意味です。

ランプ電圧は、時間的に電圧の大きさが大きくなって、坂道のような形になる電圧のことです。ランプ(電圧)波形、ランプ(電流)波形ですね。テレビ信号でよく使います。このランプ電圧の上にさらに信号を加算したりしますね。
実際の波形が以下URLで見られますので参考に
http://www.geocities.co.jp/Hollywood-Studio/8205/page009.html

参考まで

Q電球の100Vと110Vの違いについて、

 先日私の父が電球を買いに行きました。そのとき、100Vの物と110Vの物があり、父が店員さんに
 「(一般家庭の電圧は100Vのはずなのに)どうして110Vが売ってるんですか?」と聞いたところ、
 「電柱についている変圧器(樽のような物)に近い家は電圧が110Vぐらいになるので、そのためです。」と言われたらしいのですが、電圧機に近い家に住んでいる人は本当にそのことを知っているのでしょうか? もし、あまり知られていないのなら、110V用はあまり売れないのでは?それならなぜ店に置いているのでしょうか?何か理由があるんですか?
 教えてください。

Aベストアンサー

昼夜間で電圧が変動する地域で(工場の多い地域等は夜間電圧が上昇します)は、
110V電球が必要になるようです。
店舗等で110Vの電球を使うと、多少明るさは落ちますが寿命が長くなり電気代が節約できます。
110Vの電球は需要が本来ならば、あまりないでしょうが、
電気代を節約しようとする人が購入しますので、売れるのではないでしょうか。
下記のサイトに説明が載っています。
http://www.fuji.org/faq.html


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