発光ダイオード

発光ダイオードを使うと直流と交流の違いがわかる理由を説明しなさい。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　という問題がありました。

答えは、＋極から-極に電流が流れるときだけ点灯するため。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　でした。


ということは、電球などのように＋極から－極に電流が流れるときだけ点灯するものを発光ダイオードの代わりに使用してもよいということでしょうか？

No.10 回答者： TXV12003 回答日時： 2012/05/07 23:04

（１）５０or６０Hzと同じ周波数の交流をつないだ場合

　　　・LEDを使うことによって半波整流されるため、交流の周波数と同じ周期で点滅するため交流であることが「より分かり易い」。
　　　・LEDはフィラメント電球に比べて反応速度が速いため、点滅がより分かり易い。首を振りながら観察すると点滅がよく分かる。（ただし、LED看板などではダイナミック点灯による点滅の場合もある）
（２）直流をつないだ場合
　　　・順方向につなぐと点灯（点滅しない）するが、逆接すると点灯しないので、つなぎ変えてみることで判別できる。

No.9 回答者： FT56F001 回答日時： 2012/05/07 16:43

電球ですと，どちら向きに電流を流しても光るので，直流と交流の判別は難しいでしょう。

白熱電球では，流す電流と出る光の量の間が瞬時応答ではない(熱を介して発光しているから)ので，
ダイオードを入れて半波整流したとしても，点滅していることを確認するのは難しいでしょう。

LEDですと，一方向にしか電流を流さないうえに瞬時応答しますから，
交流で点灯すると点滅しています。
色違いのLEDを逆向きに並列にして保護抵抗を直列に接続して商用周波数の交流で点灯すると，
どちらも光って見えます。
しかし，これを手早く動かしてやると，LEDが交互に光っているのを観察することができます。

No.8 回答者： RTO 回答日時： 2012/05/07 12:40

またもやユニークな回答がありましたが　この設問では

「交流でダイオードを光らせたら　その点滅を確認できるか」ではありませんし　どこにも交流100Vとは書いてありません。

設問が何を意図しているのかを考えれば「ダイオードを順方向と逆方向にそれぞれつなぎ　片方だけ発光（点滅が判断できなくても構わない）するなら直流とみなせる。という回答に行きつきます。
設問をこう置き換えてもいいんですよ。「発光ダイオードを使って交流か直流かを判別する方法を考えなさい」と。
どこにも「つなぐのは一回限り」とは書いてありません。

頭が固いと損ですね。

No.7 回答者： Massy57 回答日時： 2012/05/07 10:11

リタイヤしたLED開発者です

１．LEDで直流と交流の違いがわかる理由という設問
２．電球がLEDのかわりになるかと言う設問
に対しお答えします。
１，の設問への回答
交流（多分通常の家庭用電源を意識された設問でしょう）でLEDを点灯させるというのは、相当大変なことです。
当然100VをかけるとLEDは即破壊されます。　それで交流と知ることが出来るという事でもなさそうです。トランスもしくはスイッチングレギュレータを使用して、LEDが使用可能な電圧に下げるという事でしょうが、後記は一般に、出力側で直流に整流しているので×でしょうから、一応トランスで低電圧に下げるとします（勿論、抵抗を入れるという手法もありますが・・・）。
その場合、LEDは50Hzか60Hzのパルス点灯ということになります。点灯電圧によりますが、肉眼で点滅が判別出来るかどうかいささか疑問（そんなことやったことがない）です。前の方の回答者の方がお答えされたように、その状態でLEDを振ると点滅を認識出来るというのが多分正解ではないでしょうか。小生の最初の回答は「この問題の解答は間違い。60Hzなり50Hzでの点灯を、何らかの方法で認識する、例えば点灯状態でLEDを高速度で振り回せば交流であることが判る」というものです
小生の感触では、まず設問の回答は間違っている（多分この設問を出した方はLEDで実験したことがないと思います　もししご経験があれば、そもそもLEDで交流と直流の区別をさせるといった馬鹿な設問は絶対に出されないはず（１００VをLEDに印可するというのは、相当危険です　LEDが瞬時に破壊されるだけなら良いのですが。
もちろん、印可電圧を十分に低くすると60Hz程度の点滅が肉眼で認識できるように出来るとは思いますが、印可電圧が高いと（そもそもこの設問者はLEDが色によって点灯電圧がが異なることすら認識されているとは思えない）、LEDは相当高輝度で点灯しますので、肉眼では残像のため点滅しているとは認識出来ないと思います。前の回答者のご回答（best answer)のようにLEDを振り回すということが必須でしょう。
２．電球がLEDの代わりとなるか
電球は方向性がありません。従って家庭用電源で点灯すると120Hzなり100Hzで点滅します　またLEDに比べると応答性が相当わるい（要はフィラメントが点灯状態　(多分500～1,000℃）から急激に冷却されないため、まず肉眼で点滅は通常はで認識できません。ただし、LEDと同様点滅（ただし周波数は×2)していることに代わりはありませんので、LEDの代わりに電球を使っても交流と直流の区別は出来ます（多分このような設問をだした、考えのおよそ足りない設問設定者は、電球では区別できないという回答を正解とすると思いますが、それは間違いです）。昔レコードという物が一般の家庭にあり、そのプレイヤーというものの回転数が可変なもの（高級品です）に、その回転数を確認するため、電球の点滅を利用していました　蛍光灯にくらべ白熱灯は判別しずらかたですが、判別は可能です）。
この設問の回答は、電灯はLEDの代用可です　そのように回答され、「間違い」と設問者にいわれたら「ば～か　あんた、ないも判ってへんな」と笑ってあげて下さい。

No.6 回答者： misawajp 回答日時： 2012/05/06 20:59

＞電球などのように＋極から－極に電流が流れるときだけ点灯するもの

どうしてそうなるのですか？
全く理解できていない　としか言い様がありません

No.5 回答者： fjnobu 回答日時： 2012/05/06 18:08

交流の場合は、2本の線をどちらに繋いでも発光しますが、直流の場合は、2本の線を逆に繋ぐと発光しなくなるので、交流と直流が判るということです。

電球なら、直流の時にどちらに繋いでも、交流の時にどちらに換えても発光します。
そのように、線を繋ぎ換えると分かるのです。

No.4 回答者： RTO 回答日時： 2012/05/06 17:08

この命題では「直流か交流かを判別すること」の素子として　発光ダイオードを使っています

これの代わりに電球を使ったら　交流だろうが直流だろうが光ってしまいますから　命題を満たしません。

No.3 回答者： noname#157814 回答日時： 2012/05/06 16:33

ダイオードの構造は長くなるので省略しますがダイオードには電極が2本出ていますが1つの方向にしか電気を流しません。

例えば発光ダイオードに乾電池をつなぐと点灯するとして乾電池の極性を替えると（電池のプラスとマイナスを逆に）点灯しなくなります。
それに対して普通の電球は電池のつなぎ方を逆にしても点灯しますよね
質問内容に書かれている問題の答えは正確には1方向にしか電気を流さないからという答えの方が分かりやすいと思います。
なぜ直流と交流を見分けられるかというと直流電源につなげば発光ダイオードのつなぎ方によって点灯と非点灯となりますが交流電源につなぐと（交流は常に電流の流れる方向が入れ替わっていますので）発光ダイオードのつなぎ方を変えてもどちらでも点灯します。さらに発光ダイオードを振って動かしてみると点滅している様子がわかります。
つまりダイオードという電子部品は電流を一方通行にしか流さないということです。

No.2 回答者： burahuman 回答日時： 2012/05/06 16:29

直流の場合プラスとマイナスを逆にすると点灯したりしなかったりとなります。

交流の場合は極性に関係なく同じに点灯します。

また直流点灯の場合高速で動かしてもチラツキは有りませんが交流の場合は動かせばちらついているのが分りますね。

＞ということは、電球などのように＋極から－極に電流が流れるときだけ点灯するものを発光ダイオードの代わりに使用してもよいということでしょうか？

質問の意味が良く分らないのですが何でも発光する訳では無いですから使える物はごく限られますね。

No.1 回答者： aquiz 回答日時： 2012/05/06 16:27

発光が目的であればそれでよいといえます。