2009年11月16日
白熱電球の特徴
現在、市販されている白熱電球の多くは1000~2000時間の寿命を持つ。ただ使用個所によっては電圧の高い(日本では許容最大値である110ボルトかかる)場合もあり、この場合は100ボルトの電球では寿命が短くなるために一部では110ボルトの電球が販売されている。110ボルト電球を100ボルト電源で使用すると5W程消費電力が下がり、効率の低い領域での使用になるため照度は消費電力以上に低下する。反面、寿命が100ボルト電球の2~3倍程度に伸びるメリットもある。
高温(2200~2700℃)となるフィラメントではその構成する素材(今日ではほとんどがタングステンとなっている)が蒸発し、折損(俗に言う「球切れ」)することで寿命となる。また昇華したタングステンがガラス球内に付着し、可視放射効率低下の原因ともなる。フィラメントを真空中に置いた真空電球ではこの昇華が大きい。
ガラス球内を不活性ガスで満たすことで昇華を抑えることが出来るが、ガス中への熱伝導による損失が大きくなる。今日用いられる白熱電球のほとんどがこのガス入り白熱電球と呼ばれるタイプのもので封入する不活性ガスとしては通常、希ガスが用いられるがその分子量が大きいもの程熱伝導による損失が少くなるため窒素やアルゴン以外に高価なクリプトンあるいはキセノンを用いたものもある。
封入ガスにハロゲン(沃素、臭素、塩素あるいはその化合物)を微量混合し、ガラス球部が高温になるように設計することで、昇華したタングステンをフィラメントへと還元するようにしたものもある(ハロゲンランプ)。
フィラメントの温度を高く設定すると放射光中の可視光成分が多くなり発光効率が上昇するが、その分フィラメントの蒸散も大きくなり電球の寿命が短くなる。ハロゲンランプの場合、フィラメントの温度が同じならば通常のガス入り白熱電球の数倍の寿命となるがその温度を高く設定し寿命は同じだが効率が高い電球とすることも出来る。
電力の多くが赤外線や熱として放出されるため発光効率が低い。日常用いられる100Wガス入り白熱電球では可視放射10%、赤外放射72%で残りが熱伝導による消費となる。ガラス球部分に赤外線反射膜(通常、多重干渉膜によるダイクロイックミラー)を形成し、赤外放射の一部をフィラメントに戻すことで変換効率を上げたものもある。
発光の原理上放射光の分光分布が黒体放射に近く、一般の人工光源の中では演色性に特に優れている。このことから写真や映画、テレビの撮影光源として広く利用されるほか人工光源の演色性の基準になる光源もそれ専用の白熱電球と特殊なフィルターの組み合わせで定義されている(CIE標準光源)。対してLEDや蛍光灯などはその発光の原理上、1つまたは複数の鋭いピークのあるスペクトルを持ち演色性に劣る。人間の目では大きな問題を感じない時にも撮影光源として利用すると色カブりを生じがちである。
『ウィキペディア(Wikipedia)』引用
今ではさまざまな白熱電球がありますね。
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