電力応用演習問題(照明)

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    電力応用 演習問題
    (1) 次の( )の中に入れる答の正しい組み合わせを①~⑧の中から選びなさい。
      測光量の単位として一般に、光束には(a)、照度には(b)、光度には(c)、光束発散度には(d)、輝度には(e)が用いられる。
     
     光束‥1[W]、555[mμ]の放射束が目に入ったときに感じる明るさを光束の基準とし、680[lm]とする。同じ1[W]の光でも555[mμ]の光が最も明るく感じる。[lm]で表される。
    照度‥光束の面積密度。ある面積A[m2]にF[lm]の光束が垂直に入射しているとき、この面での
    照度E= [ ] ([lx],[ph]) で表される。(1[lx]=1[ ]、1[ph]=104[lx])
    光度‥光束の立体角密度。ある方向の光度はその方向の光束の立体角密度。光度I= [cd]
    で表される。
    光束発散度‥ある光源面、あるいは他の光源によって照射された発光面(二次発光面)から単位面積当たりに発散する透過光束。[rlx]で表される。
    輝度‥光源面Aをその法線方向と角θをなす方向から見たとき、この方向の光度をI、光源面の方向への見かけの上の面積をA’=Acosθとすると、輝度B = [ ] ([nt],[sb])と表される。
    これらより、答えは、①
    (2)高圧水銀ランプに関する記述として、誤っているものを次の①~⑤の中から選びなさい。
      ①始動してから定常状態に達するまでに数分の時間が必要である。 →正しい
    始動時は、アルゴンガスが主体の放電で色は青味がかかっていますが、放電による熱により管内の温度が上昇するに従って、封入された水銀の蒸発が徐々に進んで水銀蒸気による放電が強くなり、ランプ電圧と光束(明るさ)も次第に増加して本来の光色と光束を放射するようになる。水銀が全部蒸発してしまうと、特性は安定して本来の放電状態へと移る。よって、スイッチONから安定状態になるまで数分の時間が必要になってくる。
     ②点灯時における水銀蒸気圧は、10気圧以上である。 →誤り
       高圧水銀ランプの定義は、点灯中の水銀蒸気圧が100k~1,000kPa(1~10気圧)程度。
      ③発光管と外管の間に窒素が封入されている。 →正しい
       外管の中に封入された窒素ガスは、ランプ点灯中の発光管の高温化に伴う金属部品の酸化を防ぐ。
     
     ④発光管に水銀のほかにアルゴンが封入されている。→正しい
        電源のスイッチを入れると、始動極と主電極の間での局部放電が発生する。これにより、アルゴンガス内における主電極間の主放電が開始される。(放電による熱によって管の温度が上昇することにより、封入された水銀の蒸発が徐々に進んで水銀蒸気による放電が強くなり安定状態に達する。)
     
     ⑤効率は高いが演色性が悪い。→正しい
       発光効率は50[lm/W]と高いため、光量が必要な分野で使われる。
    水銀の線スペクトルが主となっているため、特に赤色の演色性が低い。
    (3)白熱電球のフィラメント用金属としてタングステンが使われるが、その使われる理由として、誤っているものを次の①~⑤の中から選びなさい。
      ①線膨張係数が大きいこと。 →誤り
        タングステンの線膨張係数は金属中最小で、これによりためみが生じにくい。
      ②高温度においても、できるだけ蒸発しないこと。 →正しい
         フィラメントが蒸発すると、光束が減少し、細くなることで最後には断線してしまう。また、フィラメントが蒸発して内壁に付着(黒化)し、光束が減少することの原因にもなる。
      ③加工が容易

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    電力応用 演習問題
    (1) 次の( )の中に入れる答の正しい組み合わせを①~⑧の中から選びなさい。
      測光量の単位として一般に、光束には(a)、照度には(b)、光度には(c)、光束発散度には(d)、輝度には(e)が用いられる。
     
     光束‥1[W]、555[mμ]の放射束が目に入ったときに感じる明るさを光束の基準とし、680[lm]とする。同じ1[W]の光でも555[mμ]の光が最も明るく感じる。[lm]で表される。
    照度‥光束の面積密度。ある面積A[m2]にF[lm]の光束が垂直に入射しているとき、この面での
    照度E= [ ] ([lx],[ph]) で表される。(1[lx]=1[ ]、1[ph]=104[lx])
    光度‥光束の立体角密度。ある方向の光度はその方向の光束の立体角密度。光度I= [cd]
    で表される。
    光束発散度‥ある光源面、あるいは他の光源によって照射された発光面(二次発光面)から単位面積当たりに発散する透過光束。[rlx]で表される。
    輝度‥光源面Aをその法線方向と角θをなす方向から見たとき、この方向の光度をI、光源面の方向への見かけの上の面積をA’=Acosθ..

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