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ワット数の違う電球を２つ特殊につないだときの明るさ

2008/12/05 18:53

分かりにくい題名で申し訳ありません。どうしても　理解できないことがあって質問します。１２Ｖの直流電源で以下のように配線したときに球Ｂが点灯しない理由が分かりません（点灯しないのが正しい）球Ａ　５５Ｗ電球球Ｂ　　２Ｗ電球としてプラス－－球Ａ－－－－－球Ｂ－－－－マイナス　　　　　　　　　　　｜分岐　　　　　　　　　　　｜＿＿スイッチ＿＿マイナス変則的なマイナスコントロール回路で球Ａと球Ｂの間に分岐を作ってやるとスイッチオン　で球Ａだけが光りスイッチオフ　で球Ｂだけが光ると言うことなんですがどう考えても理解できません発光するための電流量の絡みの問題かと思うのですがよく分かりません両方の球には常に１２Ｖが来ている状態でスイッチオフの場合普通の直列回路だから明るさは別として両方点灯するはずでは？スイッチオンでも同じで　電流は少しは流れるはずだけどと思って　頭がこんがらがっています。どなたか教えてくださると助かりますよろしくお願いします。

umadura4747
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物理学
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debukuro
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2008/12/06 08:58 回答No.7

合成抵抗の時に流れる電流を計算しますその電流を基に個々の電球に印加される電圧を求めますそうすればそれぞれの電球が消費する電力が分かります５５ワットの電球が消費する電力は極僅かだということが理解できると思いますそうでなければ電球よりも電線のほうが明るく輝くという矛盾した現象が起こります

sanori
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2008/12/05 20:41 回答No.6

すいません。「（だから、電球は蛍光灯やＬＥＤより無駄な電力を食うのです。）」と「ですから、　電力のほとんどを使う電球Ｂだけが光って見えます。」の間の説明が飛んでいましたので、以下、補足します。電球は、電圧が低いとき赤く光り、電圧が高くなるにしたがって黄色になっていき、白色になっていき、最後は青白くなります。（これは、「色温度」という用語と関係します。）つまり、赤→黄→白→青白です。しかし、これは実は、赤外光　→　赤外光＋赤　→　赤外光＋赤＋黄　→　赤外光＋赤＋黄＋緑　→　赤外光＋赤＋黄＋緑＋青になっているんです。スペクトルで見れば、こんな感じです。 http://yil.jp/opto/electromagneticalwave/image/spectrumlightbulb.gif http://www.led.or.jp/handbook/HB_Logo_Gazo/Gazo/1.4.2-3%20zu1.4-2%20hakunetsudenkyu_2.jpg ですから、電圧が非常に小さい場合は、人間には見えない赤外光だけ、あるいは、赤外光＋微弱な赤　になります。それが、スイッチＯＦＦのときの球Ｂの状態なのです。

sanori
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2008/12/05 20:25 回答No.5

こんばんは。１．スイッチＯＮの場合、スイッチ部分の抵抗はゼロですから、２箇所の「マイナス」の電位が同じであれば、球Ｂには電流が流れません。ですから、球Ａだけが光ります。２．スイッチＯＦＦの場合、球Ａと球Ｂの抵抗分割になります。Ｖ　＝　（ＲA　＋　ＲB）ｉ球Ａのワット数は球Ｂのワット数より著しく大きいということは、球Ａの抵抗値は球Ｂの抵抗値より、はるかに小さいということです。ＲA　≪　ＲB 両辺に電流ｉをかけてｉＲA／（ＲA ＋ＲB）　≪　ｉＲB／（ＲA ＋ＲB）オームの法則により、左辺はＶA、右辺はＶB に等しいので、ＶA　≪　ＶB 両辺に電流ｉをかけてＶA・ｉ　≪　ＶB・ｉ電圧×電流は電力（ワット）なので、電力A　≪　電力B これは、球Ａで消費される電力が、球Bで消費される電力よりもはるかに小さいことを意味します。可視光だけを効率よく発する蛍光灯やＬＥＤとは異なり、電球は、人間には見えない赤外領域の光も出します。（だから、電球は蛍光灯やＬＥＤより無駄な電力を食うのです。）ですから、電力のほとんどを使う電球Ｂだけが光って見えます。以上、ご参考になりましたら。

TinyPine
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2008/12/05 19:26 回答No.4

何ボルト用の電球か記載がありませんので、12V用として計算します。 Aは55Wですから、I=55/12 = 4.5A 12 = 4.5 x R R=2.6オームと成ります。 Bは2Wですから、　I=2/12 = 0.166A 12=0.166 x R R= 75オーム。スイッチをONした時はAにのみ電流が流れます。スイッチをOFFした時はAとBとに電流が流れています。流れる電流は　12 = I x ( 2.6 + 75 ) I = 0.15A Aの両端の電圧は　E=0.15 x 2.6 = 0.39V Bの両端の電圧は　E=0.15 x 75 = 11.25V 両方共12V用の電球と仮定していますから、Bはほぼ12Vかかっていますからほぼ12Vの時の明るさ。一方Aは0.39vしかかかっていませんので、直接は測れませんが、多分ほんの少しフィラメントが暖かく成っている程度ではないでしょうか。

noname#111804

2008/12/05 19:25 回答No.3

実験したら本当にそうなると思います。スイッチオフのとき球Aが光らないのを電流がカットされてると勘違いしてはいけません。微弱電流が流れるだけなので、球Aが発光してないだけのことです。微弱電流が流れていることは球Bが発光していることでわかるでしょう？

ruto
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2008/12/05 19:24 回答No.2

電球の定格電圧が書いてないので仮に１２Vとすれば点灯時の抵抗はA＝2.618Ω、BはB＝72Ω 抵抗がそのままとして直列で電流Iは I＝0.16Aしか流れません。ワット数はAは0.06W、Bは1.86W で直列の場合はBはそこそこ光り、Aは殆ど光りません。真っ暗にすればほんのり光っているかもしれません。　点灯しないのはBではなくAだと思いますが。