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タイトルのように、
電力と、電球の明るさは比例関係になりますよね?

電圧、電流、でなく
電力と比例関係になるのはなぜでしょうか?

A 回答 (6件)

>電力と比例関係になるのはなぜでしょうか?



人間の目が感じる明るさというのは単位時間当たりに流れる光のエネルギー量のことです。物理では明るさという感覚的な言葉ではなく「強度」という言い方をしますが。なので,単位時間当たりのエネルギーである電力に比例します。

細かいことを言いだせば,人間の目の感度が波長でちがうとか,フィラメントの抵抗が温度でちがうとか,いろいろありますがそのへんは全部省略。
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電圧、電流の単位を見れば、エネルギーとは無関係ですね。


電力の単位は、W=ワットですね、これは、物理の仕事量でもつかわれます、もちろんその仕事に使われるエネルギー(例 カロリーにも換算できます)。
明るさ、もエネルギーによる仕事の結果ですね。
ただ明るさというと若干相違もありますが、電力と仕事量は損失がなければ完全に比例します。
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一般家庭あるいは、理科室で交流電源を使用する場合は



電圧が固定なので、

[電力]=[電流]×100となります。
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厳密な言い方を求められるかもしれないので補足します。



あくまでも定格電圧近傍で電力と光量は比例します(これでいいかな?)

厳密に言うなら、電力とそれによる熱量は比例し、その発生熱の量に応じて光がでるのですが、これはある範囲でのみ比例すると言うことになります。

で、電力=電流×電圧で比例関係にあります。
あまり大きな電圧あるいは電流だとフィラメントが溶断しますから、ご注意を。
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普通のフィラメント式の電球でのことだと思いますが、


電力と、電球の明るさは比例関係にならないでしょう。
1つの電球で電圧を落として行くと発生する光は波長が短いほうが少なくなって赤外線領域の成分が多くなるために、消費電力に比例する以上に暗く見えるはずです。
100Vの電球で電圧を40V程度まで落とすと電力はそれなりに落ちますが、ほとんど可視光が見えなくなりますから決して比例しません。
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>電力と、電球の明るさは比例関係になりますよね?


●はい、そのとおりです。

>電圧、電流、でなく、電力と比例関係になるのはなぜでしょうか?
●電球の場合、力率は1.0なので、電圧にも、電流にも比例します。(電力が電圧や電流に比例するため)
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