電球の世界観です。機械いじりが子供のごろから好きだった父親の話を参考にしています。
エジソンが発明した電球は、内部にフィラメントと呼ばれる金属線がコイル状に巻かれ、周りをガラスで覆われている。
電球のフィラメントには二つの線が伸びており、これがソケットと接続されることで、フィラメントに電流が流れるようになっている。
このフィラメントには、タングステンと呼ばれる物質が使われている。
電気を流す物質を「動体」、流さない物質を「不導体」、流しにくいが流れる物質は「半導体」と呼ばれるが、タングステンは電気を流しにくいが流れる「半導体」の一種である。
さて、このタングステンの中には、たくさんの原子がいたるところに存在しており、電子をタングステンの中に流すと、電子はこの中を流れていく。
タングステンの中の原子たちに対して、電子は「たくさんの方向にぶつかる」(このモデルにおける表現)。この力は熱を発生させる。
熱が発生することで、温度が上がる。そして、物質の特性として、「高温になると発熱する」という特性がある。よって、電球のフィラメントが発光する。
電球では、このように、電気エネルギーが熱エネルギーとなったのちに光エネルギーとなる。
また、エジソンが考え試したのは、「タングステン」という物質である。フィラメントに使う物質は、多くのものではすぐに燃焼されて燃え尽きてしまう。フィラメントに使うべき物質として、エジソンはさまざまな物質を試して、最初のごろは炭素線を使い、今ではタングステンが使われている。そして、電球の中は(燃え尽きないように)真空に保たれている。
言ってしまえば、電球は何よりも先に必要です。
なぜなら、電球は、夜間における「太陽の代わり」だからです。
たとえば、停電してしまえば、電気がつきません。そのせいで、もし避難所に行くのであっても、暗闇の中を歩かなければなりません。
最近はLEDなどの新しい技術がありますが、「太陽の代わり」という点では、変わることはありません。
従来の電球や蛍光灯は、灯りがつかなくなった時に取り換える必要がありますが、LEDのような最近の技術は、電球や蛍光灯に比べてはるかに長持ちします。
LEDの寿命は約40,000時間です。これに対して電球は約1,000~2,000時間、蛍光灯は約6,000~12,000時間です。
なので、取り換えコストがかかるとか、電球や蛍光灯を取り換えることが(体の障害があるなどの理由で)難しいという人は、LEDに取り換えることをおすすめします。
よく知られているように、電球よりもLEDのほうが消費電力が低いです。なので、LEDに取り換えると、電気代(光熱費)の節約になります。
2024.05.13
エジソンについては科学者・科学史も参照のこと。
歴史上の灯りである菜種油とあんどんについては菜種油・あんどんを参照のこと。