LEDを使った場合の蛍スイッチとパイロットスイッチ。

質問

LEDを使った場合の蛍スイッチとパイロットスイッチ。
LEDや低W照明を接続した場合　完全に消灯しなかったりパイロットが点かなかったりしますと書いてありましたが何故ですか？普通高校程度の電気回路の知識は有ります　宜しくお願いします。

回答No.1

mtaka2 · ベストアンサー

直列接続の特性によるものです。

添付の画像を見て下さい。
左図および中央図は、「100Wの電球と1Wのパイロットランプ」を接続した図です。
100Wの電球は、100Ωの抵抗を持ち、100Vで1A流れます(オームの法則 I=E÷R、100V÷100Ω=1A、消費電力P=E×I=100V×1A=100W)
1Wのパイロットランプは、10000Ωの抵抗を持ち、100Vで0.01A流れます(オームの法則 I=E÷R、100V÷10000Ω=0.01A、消費電力P=E×I=100V×0.0
1A=1W)

ホタルスイッチなどは、スイッチと並列にランプが接続されています。
点灯時は、並列になっているスイッチの方に電流が流れるため、ホタルスイッチは点灯しません。(左図)

消灯時は、スイッチはオフのため、メインの電灯とパイロットランプが直列接続状態になります。
直列なので、両方の電球に流れる電流は同じ。
抵抗は直列接続で足し算なので、全体で10100Ω。
全体で流れる電流は、I=E÷R=100V÷10100Ω=0.0099A になります。

個々の電球にかかる電圧は、抵抗と電流から、E=I×Rで求められます。
パイロットランプは電圧0.0099A×10000Ω=99V、消費電力は99V×0.0099A=0.98W
メイン電球は、電圧0.0099A×100Ω=1V、消費電力は1V×0.0099A=0.0099W
になります。
抵抗の大きいパイロットランプ側がほぼ100Vかかり、
メイン電球側はほとんど電力がとられず、
「パイロットランプは光る」が、「メイン電球は光らない」ようになります。
このように、直列接続の場合、消費電力の少ない機器の方が、電圧が高くなる分、逆に多くの電力を消費するようになります。

ここで、もしメイン電球が5Wだったとしたらどうなるでしょうか。
それが右図です。5Wの電球は2000Ωになりますので、
上と同じように計算すると、
パイロットランプが83Vで0.69W
メイン電球が17Vで0.14W
という配分になります。

このように、メイン電球の消費電力が小さくなると、パイロットランプとの比が小さくなるため、パイロットランプにかかる電力が少なくなってしまうのです。

補足

電球の場合解りました。
蛍光灯の場合が解りません。グロー式ですが消灯時ホタルは点いてます。点灯するとホタルは消えます。グロー式蛍光灯の入力インピーダンスは∞と思うのですが。

回答No.2

mtaka2

> 電球の場合解りました。
> 蛍光灯の場合が解りません。

蛍光灯でも話は同じです。説明の回路図では電球になってますけど、LEDだろうが蛍光灯だろうが、電気を消費する機器であれば同じことになります。

> グロー式蛍光灯の入力インピーダンスは∞と思うのですが。

蛍光灯は、放電開始前の段階では入力インピーダンスはほぼ∞(100Vの電圧をかけてもほとんど電流が流れず、電力を消費しない)ですが、
一度放電を開始したらインピーダンスは下がります。

例えば、40Wの蛍光灯なら、放電開始後は40Wの電力を消費してるわけです。
つまり、100Vで0.4Aの電流が流れてるわけですから、インピーダンスは250Ωです。

補足

殆ど電流が流れないのに如何してホタルが光るのですか？
蛍光灯回路に秘密が有るのでは？