蛍光灯（直菅）の寿命が来て チラつきだした時、

質問

蛍光灯（直菅）の寿命が来て　チラつきだした時、
蛍光管を左右逆につなぎなおせば・・・　ちらつきが無くなり　結構長持ちしております。。

　３年ほど使った円形菅蛍光灯が寿命を迎えたようです。。
明るさが弱まってきました。
眺めていると、蛍光管内に斑(ムラムラ)が出来、一定方向に動き続けます。
試しに　４本あるコネクターの極性が逆になるように結いでみました。
すると　蛍光管内に斑(ムラムラ)が”間逆”に流れ始めます。。。。。

　明るさの変化は感じられませんが。
　感覚的には　安定できたように見受けられます。
　ちなみに　直菅蛍光灯の方は　半年以上経過しましたが・・・
　まだまだ　役立ってくれてます。。

　直流は理解できるのですが・・・
　交流概念が　まったく理解できておりません。。
　電流とは”存在しない仮想概念”と教わりました。

交流においても　一定方向に”電子の流れ”が　存在するのでしょうか???
それが　直菅蛍光灯の寿命を　延ばす。
　　　　円形蛍光管に見受けられる”斑”の逆走現象をもたらせるのか。。

回答No.9

tance

No.2 tanceです。

誤解されているかもしれないので、一言おことわりしておきます。

私は質問者様の観察があるにもかかわらず、それが何かの間違いだと
言っているのではありません。観察された現象は現象としてあるのでしょう。

ただ、その原因として仮定された「交流電流の非対称性」ということは
あり得ないと言っているのです。

蛍光灯を逆接続して状態が変わったり、寿命が延びたりしたとしても
それは「交流の非対称性」が原因ではないと思います。

お礼

ご協力ありがとうございました。

補足

コメントありがとうございます。

　交流の対称性があるのに・・・
何故なのか？　そんなところからの質問です。
素人がかじったくらいでは　分からないことが多すぎて知恵を拝借したい思いです。
蛍光管の両極がまったくに均一であることが不可能なために発生するのか？
そんな方面も考えています。
なにせ電子レンジほどでもないが　５０～６０回も揺さぶられ続けるわけですから。。。

回答No.8

drmuraberg

質問者の疑問は観察の事実に基づくものです。

経験的に直管蛍光灯の劣化はまず片方の電極側が薄黒くなることから始まり、
オレンジ色の光りになり、点滅し始めるようになり、最後は切れます。
この過程で差し込み方向を交換すると長持ちするように感じる。
原因は何か？ということです。

確かに、一方の電極側が黒ずむことは有り、何らかの因果関係が有るのでは
と推測され、合理的な説明が欲しくなります。

それに対して交流は同じよと言う説明でごり押しするのは科学的では有りません。

自宅の他の蛍光灯を調べましたが、結果は次の通りです。
直管蛍光灯・・・片側極薄黒くなっている・・・安定器（鉄芯（銅鉄）式）側
円管蛍光灯・・・片側極薄黒くなっている・・・安定器側かは不明（分解はNG）
円管蛍光灯・・・両側ほぼ同じ・・・・・インバータ式

つまり、今までの観察とこのチェック結果から、
直管式の鉄芯式安定器付きの蛍光灯では、極の劣化が何れか一方で早く進行し、
どうもそれは安定器側かららしいと言えます。

前の答えで、グローランプとコンデンサをも挙げましたが、これらは対称配置の
他に点灯時だけに作動しますので除外して良いでしょう。

安定器はコイルですから交流の位相をずらし、自己誘導の結果抵抗として働きます。
交流が電流の往復と考えるなら、この位相のズレのため極間を動く電子の
ぶっかり合いや局所渋滞が起こり、それが黒化の原因かも知れません。
電気に強い人がこの様な可能性を合理的に解釈してくれるのを待ちましたが、
まだ回答は付かないようです。
残像現象云々は劣化で交流の周波数でも変わるというのでしょうか！！！

交流が同じと主張する方は、鉄のピンを手に持ち家庭用コンセントに差し込んで
見られるようお勧めします。どちらか一方の穴でビリビリと来ます。
つまり「交流」ではなく「交流電気回路」は必ずしも完全に対称ではないのです。
接地側と非接地側が有るためです。
ただし、２００Vの場合は気を付けてください。強烈に痛いですよ。

お礼

ご協力ありがとうございました。

補足

ほとんど思いつきの質問に対し、丁寧なフォロー感謝します。。。

　インバーター回路開発の発端自体が　交流電源システムの持つ”不安定さ”にあったように存じます。
インバーター回路自体が”蛍光灯のちらつき”を低減させるためのもの。
逆に言い換えれば　インバーター回路でもって　強制的に蛍光管のチラツキを押さえ込まねばならない構造的な問題を　交流電源システムは持つということでしょうか？
インバーター回路付き蛍光灯は　売り出した直後は　直に蛍光灯器具自体が壊れていたように記憶します。
電力会社は　送電線による電力損失を少しでも少なくすることを至上命題とし、高圧送電線システムを採用し　変電所を介し、電柱トランスを設け　さらに安定器まで用い、電気器具に交流電源を供給しております。
交流電源は　電子機器回路を作動させるためには直流変換まで　行わねばならない。
この辺に　交流電源システムが持つ”不安定さ”の理論どーりに行かない現実運用上の問題があるのでしょうか？

回答No.7

tpg0

まず、交流を簡単に理解してください。
交流とは、発電所の発電機が回転する事で生じます。
発電機の磁力S・N極が回転する事で入れ換わる時にコイルに発生するのが交流です。
磁極の入れ換わりでコイルに発生する電流の向きも入れ換わります。
発電機の回転数が3千回転なら、1秒間に50回プラス・マイナスを正弦波で入れ換わります。
これを、変電しながら需要者に供給してます。

蛍光灯の交流放電はプラス・マイナスを入れ換わりながら点滅してる事は何度も説明してますが、円型蛍光管の4ピン・コネクターを180°反転させると交流のプラス・マイナスが上下の蛍光管と逆になります。
分かりにくい説明すると、上の蛍光管の電流の向きと下の蛍光管の電流の向きが常に反対になります。
その為、上の蛍光管と比較すると反対向きに放電ムラ(チラツキ)が見えるように感じます。
円型蛍光灯器具は二重に蛍光管が重なってるので、直管蛍光灯より強調されて見えるのです。

私は、そこまで劣化した蛍光管を使い込む事はしないので、そのような現象は見た事がないですが、理論的には上下の蛍光管のプラス・マイナスの極性が変われば、そのような現象になります。

それで蛍光管の寿命が延びると信じるなら、何も言う事はありません。

お礼

ご協力ありがとうございました。

補足

＞　それで蛍光管の寿命が延びると信じるなら、・・・

　繰り返し申し上げますが、蛍光菅の寿命が延びることを質問しておりませんが。。

＞　円型蛍光管の4ピン・コネクターを180°反転させると交流のプラス・マイナスが上下の蛍光管と逆になります。
＞　分かりにくい説明すると、上の蛍光管の電流の向きと下の蛍光管の電流の向きが常に反対になります。
＞　その為、上の蛍光管と比較すると反対向きに放電ムラ(チラツキ)が見えるように感じます。

　この部分の　ご説明は理解できませんでした。

　環形蛍光管(円形)でムラ(縞模様)の再現観察　やり直してみました。
　結果はコネクターを逆につけかえても　必ずムラの動きが逆になりませんでした。
　どうやら点灯時に　他の要因が働いてるようです。
　この点に関しては　これまでのコメントを削除・訂正させてください。

回答No.6

tpg0

再び失礼します。
どうしてもチラツキに拘ってるようですが、チラツキの原因は「交流放電」による「点滅」です。
No1で回答した通り、交流周波数に同期して蛍光管は明暗を繰り返してます。
電極の劣化により、明暗の差が大きくなるのがチラツキの原因です。
交流周波数を数100ヘルツ、数1,000ヘルツと高くすると明暗速度に肉眼の残像速度が追い付かなくなるので連続点灯に見えるようになります。
この特性を応用したのが「インバーター式蛍光灯」です。
商用電源交流は、ご存知のように東日本50ヘルツ、西日本60ヘルツと低いので、点滅速度が人間に感知出来るギリギリの速さなのです。
私は、定年まで電子関係の仕事をしてましたから、様々は実験をしてますが、30ヘルツ程度の交流で蛍光灯を点灯させると明らかに点滅してるのが肉眼で分かる事を知ってます。
そして、ストロボスコープで点滅速度に同調させても点滅してる事が認識出来る事も実験してます。
蛍光管が電子で発光してる事をハッキリ分かる実験は、円型蛍光管の寿命を迎えた物を電子レンジに入れてマイクロ波を照射させると理解出来ます。
驚くほど目映い発光をします。
勿論、肉眼では点滅してる速度は追えないので連続点灯に見えます。

最後に、蛍光管を逆に付けると点滅を認識出来る側が逆になるので流れ方が逆に見えるだけの事です。

補足

再度の回答ありがとうございます。
まったくの素人の疑問にお応えいただき感謝です。

＞　交流周波数に同期して蛍光管は明暗を繰り返してます。
＞　電極の劣化により、明暗の差が大きくなるのがチラツキの原因です。
＞　様々は実験をしてますが、30ヘルツ程度の交流で蛍光灯を点灯させると明らかに点滅してるのが肉眼で分かる事を知ってます。
＞　蛍光管が電子で発光してる事をハッキリ分かる実験は、円型蛍光管の寿命を迎えた物を電子レンジに入れてマイクロ波を照射させると理解出来ます。

　電子レンジの蛍光管発光は　交流放電による蛍光管発光原理　分かりやすく納得できます。

　チラツキの方向の現象ですが。
丸型蛍光管で観察しました。
蛍光管を逆にはしておりません。
４ピンあるコネクタを逆接続しております。
その結果として　”流れ方が逆になった。”ことに、疑問を持って　この質問をさせていただいてます。

回答No.5

tpg0

ANo1です。
蛍光灯の寿命ってなんでしょうか？

完全に点灯しなくなれば、誰でも寿命と悟りますが、光量が低下したら寿命なのです。
その証拠に、新しい蛍光管に交換直後は明るく感じませんか？
白熱灯の明るさはワット数に大きく左右されますが、蛍光管の発光原理を考えると電極から放出される電子の量に左右されます。
電極エミッターのタングステン酸バリウム等の電子放出物質が剥離すると電子放出量が低下するので光量も低下します。
電極付近の黒ずみは電子放出物質が剥離した証しです。
蛍光管は左右対称ではなく、どちらかに安定器が接続されてるから、電極の黒ずみ方に法則があると思い込んでる人もいるようですが、蛍光管は交流放電してるので安定器の有無に関わらず左右対称です。
従って、エミッター劣化に法則性はありません。
たまたま、どちらかの劣化が激しい場合があるので、そのように勘違いするのでしょう。
インバーター式蛍光灯器具は安定器不要ですが、その場合の黒ずみは安定器と同じような法則性があるのですか？
ただ、確実に言える事はエミッター劣化で光量が低下しても消費電力は変わらない事です。
蛍光管の交換を惜しんで、電力を無駄遣いしてるのです。
因みに、節電の為に蛍光灯の点灯と消灯の繰り返しが激しいとエミッター劣化が早いです。
蛍光管の寿命は点灯回数に左右されます。
1回の点灯で数10時間寿命が短くなるそうです。
我が家では、電極が黒ずむ前に蛍光管を交換する事が多いです。
それが節電になるからです。

補足

回答ありがとうございます。

＞　確実に言える事はエミッター劣化で光量が低下しても消費電力は変わらない事です。
＞　蛍光管の交換を惜しんで、電力を無駄遣いしてるのです。

　分かりやすい説明　感謝します。
ただ　節電について質問してるわけではないので、困惑気味です。
エミッターの寿命が来てちらつきだした蛍光管を左右逆につなぎ直した場合　ちらつきが無くなる現象があります。
交流放電の考え方では　説明がつきません。
電極の接触不具合が原因ではというご指摘もあり、次の機会に試そうと思ってます。

　パソコンも起動時に大きな負担がかかりやすいという理由から　シャットダウンをなるべくせずにスタンバイ状態を利用する方が良いとする考えもあります。。

回答No.4

tance

No.2 tanceです。

そもそもご質問は
交流においても　一定方向に”電子の流れ”が　存在するのでしょうか???
ですね。（ご質問の文章中には現象の説明文が大半で、質問はこれだけ
のように読めます）

蛍光灯が対称かどうかはこの質問とは直接関係ないと思います。
蛍光灯は工業製品ですから、両方のフィラメントやエミッタには
わずかなばらつきがあり、いずれどちらか弱い方が先に寿命となります。

また、安定器の存在と非対称現象とも関係はありません。回路は
直列になっているのですから。一編成の電車がブレーキをかけたときに、
先頭と末尾とどちらが先に止まるか、と同じ問題です。仮に
ブレーキが先頭車両にしかなかったとしても、止まるのは同時です。

そして、肝心の「交流でも一定方向に流れがあるのか」という点ですが、
家庭に来ている電力はトランスを介しているので、プラスとマイナスの
アンバランスがあったとしても、直流分はトランスを通れないため
かならずバランスしている電力が来ています。

このあたりは厳密に言うといろいろ議論があるのですが（電力か
電圧か、平均値か実効値か、瞬時値ではどうか　などなど）おおざっぱに
言って「一定方向」に流れる成分はないと言えます。

敢えて実際の現象面で違いを探すなら、安定器の熱の影響は
あるかもしれません。蛍光灯の管内の水銀蒸気は当然、温度の
影響を受けます。

繰り返しになりますが、こんど蛍光灯の寿命を見つけたら是非
逆接続しないで、そのまま「つけはずし」だけをしてみてください。
その結果寿命が延びるのか延びないのかがヒントになると思います。

補足

再度の回答ありがとうございます。

＞　電力にはプラスとマイナスのアンバランスがあったとしても、直流分はトランスを通れないためかならずバランスしている電力が来ています。
＞（電力か電圧か、平均値か実効値か、瞬時値ではどうか　などなど）おおざっぱに
言って「一定方向」に流れる成分はないと言えます。
＞敢えて実際の現象面で違いを探すなら、安定器の熱の影響はあるかもしれません。

　次の機会には　逆接続せず「つけはずし」試してみます。。
丸型蛍光管の両極付近を触って確認しましたが　両極に温度差は感じられないようです。
素人の思いつきな疑問に真摯にご回答いただき感謝します。

それでも一点質問に至った疑問があります。
丸型蛍光管に寿命が来て　光量が明らかに落ちました。
観察すると　縞模様(菅に垂直・光量の強弱によるムラ)が菅全体に出来ます。
それが一方向に動きます。
試しにコネクターには４本のピンがありますが、これを逆接続してみると,,,
先ほどとは　間逆に縞模様(ムラ)が移動し続けます。
この方向性の違いが”交流においても　一定方向に”電子の流れ”が　存在するのか？”という質問になりました。

回答No.3

drmuraberg

質問を拝見して、やはりそうかと思い、回答を拝見して？？？と思いました。

実は似たような経験をしており、丁度昨日蛍光灯を交換しました。
蛍光灯は管だけでなく全体を交換しましたが、古い管は片方の極側だけが
薄黒くなっています。つまり蛍光灯の劣化は左右対称ではないということです。

理由として考えられるのは、蛍光灯にはグローランプとコンデンサ（雑音防止）
と安定器（チョークコイル）が必要です。グローランプは蛍光灯の極間に
これと並列して接続してあり、コンデンサはこのグローランプに並列して
接続して有ります。つまりこれに関しては左右対称で、極間で差は有りません。

問題は安定器で、電源線に直列にどちらか一方の極側に付いています。
この安定器に接続されてい側の極が薄黒くなるかまたはその反対と
考えられます。
どういう機構かは解りませんが、左右の極は電気的に全く対称で無いことは
確しかです。解明は更なる回答を待ちたいと思います。

残念ながら昨日はこの質問を拝見する前だったので、どちら側が早く
薄黒く成ったのかは見ていませんでした。
回答者の方々も自宅の蛍光灯が両極同じに薄黒くなっているかまたは違うか
確認されたらいかがでしょうか？

補足

ありがとうございます！
やっと質問を正確に読んでいただける方に　めぐり逢えました。。。
蛍光管によっては　両電極に品質上の違いがあり　片方の劣化が早まることも考えられそうです。
質問する以前に　ネットを駆使して　蛍光管の構造＆発光の仕組みなど　交流についても調べて、　それでも疑問があるから質問させて頂いてるのですが・・・。
なかなか、、、　ですね。

回答No.2

tance

逆につないでも何も変わらないはずです。もともと極性というものがないのですから。

事実としてちらつきが無くなったとすると、接触不良ぎみだったところに
つなぎ替えという動作をしたので、接触が復活したのではないでしょうか。

こんど新しい直管蛍光灯にちらつきが生じたら、一度外して「逆にしないで」
そのまま元に戻してみてください。それでも改善されるかも。

電流は仮想概念だというのは、電子流はブツとして存在するが、電流という
ブツは存在しない、と言いたかったのでしょう。でもこれは定義だけの
問題です。存在すると考えた方が良いです。

回答No.1

tpg0

蛍光灯は交流周波数で常に点滅してます。
連続点灯して見えるのは人間の眼は残像が映るからです。
蛍光管は交流放電で点灯させるので極性はありません。
電極付近が黒ずみ始めたら寿命です。
電極を入れ換えて寿命が伸びると信じるのは勝手ですが理論的にあり得ないです。
それをメーカーで奨励しないのは何故ですか？
蛍光管の寿命が伸びるならメーカーで採用してるはずです。

蛍光灯点灯の原理は、電極から放出される電子が蛍光管内の水銀と衝突して蛍光管内の蛍光物質を光らせてるのです。
電子が放出される方向は交流周波数に同調して常に変化してます。
蛍光管内の斑とは水銀でしょうか？
私には、そのような存在は確認出来ませんが、確実に言える事は交流周波数で点滅速度と明るさが変わる事は間違いないですし理論通りです。
この性質を応用した蛍光灯器具がインバーター式蛍光灯です。
尚、電子の流れと逆方向に電流は流れます。
電流は存在しない仮想概念と教わったそうですが、電気(電子)を勉強すれば、そのような概念は通用しない事が分かります。
電気(電子)回路は電子量を計測するのではなく「電流値」を計測してます。