LEDってなんだろ?



LEDって聞いたことあるよね?LEDは「次世代のあかり」ともいわれ、最近、私たちの身の回りで大活躍しているあかりなんだ。LEDはどんなしくみのあかりで、どんなものに使われているのだろう?ほかの明かりと比べて何が違うの?などのなぜなぜを簡単に説明しますね。

LEDって「発光ダイオード」の頭文字をとったものです。LEDは赤・青・緑の三色ができたことで色の全てを明かりとして灯すことができたのです。これを色の三原則といいます。

最近では、信号機、自動車のブレーキランプ、電車のホームにある行先表示板、バスの行先表示でよくLEDをみかけますよね。大がかりなものでは東京スカイツリーや京都の清水寺のライティングに使われています。



明かりの歴史

  1. たき火       縄文から弥生時代はたき火などをあかりにしたよ。
  2. 灯台        平安時代になると、皿の中に植物油を入れて火をともしていた。
  3. 燭台・行燈     江戸時代になると油やろうそくは広まり、ろうそくをたてて明りをとっていた。
  4. 石油ランプ・ガス灯 明治時代になると、石油ランプが家庭に広がり、ガス灯が都市に登場した。
  5. 白熱電球・蛍光灯  明治時代の終わりごろ、国産の白熱電球(炭素電球)が登場し、大正時代に広まり、昭和時代には蛍光灯が登場した。
  6. LED       2000年代になると、白熱電球や蛍光灯よりも消費電力が少なく長持ちするLED電球が登場した。



LEDって何がすごいの?

発行の仕組み

  • 燃焼は木や油などの物体が燃えるときに放出されるエネルギーが、光となって発行する。そうそくの場合は火で熱せられた固体のろうが液体になってしんの先から蒸発し、そのろうの気体が燃えることで炎ができ、発行するのです。
  • 白熱は電球の中のフィラメントという細い線など、物体が高温に熱せられることで発光する。電気を流すとフィラメントが高温になり「可視光線」という光がでます。
  • 蛍光灯は電子が放出されることで発光する。電極に電流を流すと加熱され、管内に熱電子が放出されます。熱電子は、管内の水銀原子とぶつかって紫外線を発生。この紫外線が管内の蛍光体に照射され、目に見える光にになるんです。
  • LEDはLEDの光を出す部分「LEDチップ」の中にある、電気エネルギーを光に変換する半導体によって発光します。

LEDの光る仕組み

  • LEDの光を出す部分は「LEDチップ」といいます。LEDチップは+(プラス)の電子をもつ「P型半導体」と-(マイナス)の電子をもつ「N型半導体」の2つの接合してできています。
  • このLEDチップに電流を流すとプラスとマイナスの電子は移動して、ぶつかって結合します。この状態を「再結合」といいます。再結合の状態ではプラスとマイナスの電子がもともと持っていたエネルギーよりも小さなエネルギーになり、その時に生まれた余分なエネルギーが光のエネルギーに変換されて発光するのです。

LEDの特徴とは?

  • 省エネ→LEDは白熱灯に比べて使う電力が少ない。電気代が白熱灯の約13%ですむのです。
  • 長寿命→フィラメントを使って発行する白熱電球は使い続けているとフィラメントが熱によって切れてしまいます。でもLEDはフィラメントがないので白熱電球に比べてとても長持ちするのです。
  • 熱線・紫外線をほとんど含まない→紫外線や熱線が少ないため、室内温度への影響や、絵や壁などを近くで照らしても熱やけが起こりにくい。また、光に虫が好む波長をほとんど含まないので、虫がよりつきにくい。
  • 低温で発光効果が低下しない→LEDは、まわりの気温が暖かくても寒くても、明るさは変わらないよ。
  • すぐに点灯→LEDは点滅に強いため、スイッチをいれた直後にほぼ100%の明るさになる。

LEDにはいろいろは種類があります。

  • 口金のサイズは大きく2種類あり、取り付けるソケットにあった口金を選んでください。
  • 光の色には、すがすがしくさわやかな「昼光色」、いきいきとしたニュートラルな「昼白色」、暖かく優しい「電球色」の3種類があります。これを色温度といいます。
  • 明るさの基準は「ワット形」だったけど、LED電球の場合は「ルーメン」であらわされます。ルーメンとはランプから出る光量を示す単位でその数値が大きいほど明るくなります。
  • 光の広がり方は、主に3種類あります。光の広がりが約260度の「全方向タイプ」、約180度の「広配光タイプ」、約120度の「下方向タイプ」があるので使う場所に合わせて選ぶことができます。

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まとめ

日本では、あと何年かしたら全てがLEDとなります。初期費用は高価な電球ですが、寿命も長く、電気代も安くなるので、長い目で見ればオトクになるのです。電気代が安くなるということは、省エネルギーになります。地球環境のことを考えて生活していきましょう。



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