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蛍光灯には右側と左側に二つずつ、合計4つの電極があります。

この理由について教えてください。

蛍光灯の構造に関して検索すると
http://blogs.yahoo.co.jp/tori1998/10874370.html
http://www.max.hi-ho.ne.jp/mishima/gif/kairozu.jpg

上記のようなページが見つかりました。

この画像の意味があまり理解できていないのですが、
要は原理的には電極は二つで十分で
電極間に交流電圧を印加することで点灯できるわけですが
電気を入れてすぐに点灯させるために
もう一つ電極をつけてコンデンサのようなもので
一気に昇圧しているということでしょうか?
これは合っていますか?

安定器と書かれている部分の構造が分からないのですが
どうなっていますでしょうか?

質問者からの補足コメント

  • ありがとうございます。

    一つ目のURLで
    グローランプと書かれてある部分がコンデンサに当たるわけですよね?
    「今まで流れていた電流がいきなり切られ、安定器は”怒り”高電圧を発生し」
    と書かれていますが、安定器とはどういうものなのでしょうか?
    これは必要なものなのでしょうか?

    No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時:2016/01/14 13:44
  • すいません、あと片側に二つ電極をつけてあるわけですが
    この電極間に電圧を印加するわけではないですよね?
    それだと電極は一つずつにしてしまって
    回路内で配線を二つに分ければ良いと思うのですが
    なぜそうしないのでしょうか??

      補足日時:2016/01/14 14:43
教えて!goo グレード

A 回答 (9件)

グロー(熱電子放出の準備)と起動(励起)電圧が点灯の最初に必要です。


そのために、ヒーター機能が必要と言うかヒーターが有る方が起動(励起)しやすい。
(特殊なインバーター式は別ですけど)
これらを上手く纏めると、今の形になる。
グローランプ、安定器(チョーク・コイル、キックバック用昇圧トランス)。

とても、巧妙に作られていると思います。
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安定器=なにを安定させる?。


蛍光灯に限りません放電灯は負性抵抗と言って、温度が上がると抵抗が小さくなります、金属等は温度が上がると抵抗も増加します。
抵抗が小さくなると、電流が増加します、そこで電流が大きくなりすぎないように制限します、この目的だけなら普通の抵抗で十分まに合います。
鉄心コイルを使用しているのは、余熱フィラメントを通じて流れる電流を遮断することで発生する自己誘導電圧を蛍光灯の両端にかけて放電開始させるためです、もちろんこのときは両端の電極は1つで十分です。
別の電子回路で放電開始に必要な十分な高圧を発生すれば、両端の電極は最初から1つで十分です(フィラメントに電流を流す必要ありません)。
参考 自己誘導電圧、コイルに流れている電流を急に遮断すると、電流を流し続けようとする力が発生、回路が遮断されて電流が流れないため、即電圧に変換されて高圧になる。
電源→安定器→片側の1電極のピン(接続端子)→蛍光管内部のフィラメント→同じ側の2電極のピン(接続端子)→グローランプ→反対側の1電極のピン(接続端子)→内部のフィラメント→同じ側の2電極のピン(接続端子)→電源。
蛍光管の中での放電電極としてはフィラメントが電極になります、片側に2つ電極があるわけではありません。
片側の2本のピンは電極とは言いません、ただの接続端子です。
日本語の理解能力も必要です。
グローランプが接触通電で両側のフィラメントに電流が流れ(直列接続)余熱、接触が離れると、安定器の自己誘導で高圧発生、放電電極となる両端のフィラメント間に高圧がかかり放電開始。
>電極は一つずつにしてしまって
電極というから間違います、フィラメントに電流を流すためには2か所の接続端子が必要ですね、外から見えるピンは電極とは言いません。
グローランプの作動、動きは先に説明済。
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中学校の技術家庭で学びませんでしたか?


※ 参考にされた二つのページの回路は間違っている。あれじゃ点灯しないし、わからない。(^^)

蛍光灯は最初は真空放電なのでいきなり電圧をかけても放電が開始しませんから、電極を加熱して熱電子がでるまで加熱する必要があります。放電が始まると内部の水銀が気化することや電子の衝突で温度が上昇するため加熱する必要がない。
 安定器の説明で誤ったものがありますが、それはコイルに電流を流して、いきなり切ると高電圧(キック電圧という)が発生する。--車のイグニッションコイルとおなし仕組みでして、グローランプ(蛍光灯が点灯していないときは、電圧はヒーターを経由してグロー管にかかるため、グロー放電をおこすため、点灯管の温度が上がるとバイメタルで切断されて切れる。)
点灯管#動作原理( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%82%B9%E7%81%AF … )

こちらの回路図をどうぞ・・
始動方式( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%9B%8D%E5%85%89 … )
 ゆとり以前の我々は、中学校の技術家庭科で生活に必要な最低限の知識は学んだものですが(^^)
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安定器は、両フィラメントが(過電流の為焼き切れ無い為の制御をしてます)←ので、両フィラメントが焼き切れ無い様に(抵抗で)電流を制御

抵抗器←電球が代替抵抗として適している(電球は最初の抵抗値は低く→点灯すると値が上がる性質が有る)
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一番単純な、蛍光灯器具は、



グローランプを←手動スイッチに。

安定器←を発熱電灯の(60W)に

この器具へ、20wの直管蛍光管を取り付け、

手動スイッチを2~3秒だけ、ON にしてやると、直管蛍光管内の両フィラメントに電流が流れ(フィラメントが)熱を発し←電子が飛び出す(管内は、アルゴンガスと水銀蒸気で満たされて居るので)電子が飛びやすく成っていて、両端の電圧は、交番電流(+と-が)入れ替わっている為←両端のフィラメントは(アノードとカソードの)役目がその都度入れ替わり、電子が、右に左に流れ←その電子が、水銀蒸気にぶつかって蛍光塗料を発光させます。
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各端の2本は内部でフィラメントでつながっています。


2つのフィラメントは直列接続になっており、途中にグローランプがあります。
スイッチオンでグローランプに100Vがかかり内部でグロー放電・発熱、内部のバイメタル伸びて、接点接触=フィラメントに電流流れ予熱。
バイメタルが接触すると放電しなくなり、冷却・接点離れる。
フィラメントには通電しなくなるが、蛍光灯の両端には庵下安定器の自己誘導による電源電圧以上の高圧がかかり放電開始=点灯。
蛍光灯の放電が開始すると、グローランプより抵抗が小さいため、グローランプには100Vがかからず電流が流れません。
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> グローランプと書かれてある部分がコンデンサに当たるわけですよね?


いいえ、コンデンサは点灯には無関係です。
安定器とは簡単に言えばコイルです。コイルに電流が流れていたのを切断すれば自己誘導により点灯に必要な高電圧を得られます。

> この電極間に電圧を印加するわけではないですよね?
> それだと電極は一つずつにしてしまって
蛍光管内部のフィラメントの予熱のために必要です。いったん蛍光灯が点灯してしまえばグローランプの方には電流は流れないので電極は1つずつしか使っていません。

蛍光灯は点灯すると抵抗が少なくなり、さらに電流が流れてしまうというループになり蛍光管が破壊してしまいます。安定器は電流を制限するための役割も持っています。
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>「今まで流れていた電流がいきなり切られ、安定器は”怒り”高電圧を発生し


>と書かれていますが、安定器とはどういうものなのでしょうか?
安定器とはトランスのようなものです。
これで大きな電圧を作ります。
電流が切れること=大きな電流の変化 であり、
この瞬間に二次コイルに大電流が流れます。
蛍光管の長さにより不必要な場合もありますが、たいていは必要です。

>すいません、あと片側に二つ電極をつけてあるわけですが
>この電極間に電圧を印加するわけではないですよね?
>それだと電極は一つずつにしてしまって
>回路内で配線を二つに分ければ良いと思うのですが
ちょっと意味がわかりませんでした。
点灯の直前はフィラメントの両端に電圧をかけて電流を流して暖めます。
その後、電圧を両極のフィラメント間に変更して放電させます。
ですから、安定器が大電圧を出せるならばこのような点灯アクションは
不必要になり、2つの電極だけでも点灯します。
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>もう一つ電極をつけてコンデンサのようなもので


>一気に昇圧しているということでしょうか?
だいたいあっていますが、電極が4つある理由はこれではありません。

蛍光灯の電極間の距離は長く、電流が流れる(アーク放電)ことはありません。
ですから、以下のような工夫をします。
(1)コンデンサーで初期電圧を上げる。
(2)フィラメントに電流を流し余熱しておく。
※1つのフィラメントに2つの電極があるのはこのためです。

下のURLの図解では、グロー放電している瞬間がフィラメントに
電流が流れて予熱されています。それが数秒で切れえ、次はフィラメント間に
高電圧がかかり、蛍光管内の電子の移動が始まります。こうなってしまえば、
電極は2つでいいのですが、初期点灯のために4つ必要なのです。
この回答への補足あり
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