LEDをテーマで…。

質問

LEDを使って、自由研究をしようと思っています。
調べようと思うことは、

・LEDと普通電球の消費電力の違い
・LEDと普通電球の明るさの違い

主にこの２つです。

中学生２人で何か実験をやろうと思うのですが、可能でしょうか？
何かいい実験があれば教えて頂きたいです。
どのような用具があれば出来るかもお願いします。

また、中学生がするには無理だ、というのでもいいです。
その理由を教えて下さい。

回答No.3

wild_kit · ベストアンサー

用意するもの：　模型用モーター　ふりこ（適当な紐と錘）　ＬＥＤ（と抵抗器）　豆電球

模型用モータに、クランク状のハンドルを取り付ける。
ハンドルを回すことによって、モーターが発電する。
これを２台用意する。
１台にはＬＥＤ※をつなげ、もう一台には豆電球をつなげる。
振り子の動きにあわせ、二人でそれぞれのハンドルを回す。
同じモーターで同じ速さに回すのだから、発電量は同じはずです。
その時の光り具合を比べてみる。

※　ＬＥＤと直列に抵抗器もつなげる。　詳しくはどなたかが回答してくれるであろう。

お礼

なるほどモーターで発電する手もありましたね。
詳しい説明も有難う御座います。

回答No.5

TACOSS

他の方の回答にもあるように、消費電力や明るさなどの「数値」を
正確に(比較するに足る精度で)測定するには、結構な道具立てと、
測定条件をきちんと整えることが必要です。

それに比べて、「様子の違い」を比べる方が道具立ては一般的に
楽です。（どんな違いが出るかはやってのお楽しみなので、その
意味では考察は少し自分で考えなきゃなりませんが。）

例えば、白色LEDと普通電球(白熱電球)と蛍光灯の発生する光の
波長成分の違いを調べる、というのはどうでしょう？
(発している光を波長ごとに分解＝分光するのです！)

この３者は、それぞれはっきりした特徴が見られます。

道具立ては、例えばこんな程度のもので十分違いが見られます。
http://donn-tacos.cocolog-nifty.com/blog/2011/08/post-b88c.html

お礼

分光するというのも一つの手ですね。
確かに道具立ては重要。ちょっと甘かったようです。
ご回答有難うございました。

回答No.4

tetsumyi

無理とは言いませんが、かなりの出費を覚悟することが必要です。
LED電球といってもメーカによってかなり明るさが違いますし明るい範囲（角度）が違います。
何種類かのLED電球を用意しないと役に立つ実験にはなりません。

明るさの違いだけ比較するにはスイッチで交互に切り替えて目で見れば良いのですが、色が違うと明るさの感じ方も違います。
このような条件を知って工夫して実験して上手に表現して、まとめることができるなら立派な実験になると思う。

お礼

LEDにはいろんな色の光があるので、
それについても比較してみようと思います。
立派な実験になるよう頑張ってみます。
ご回答感謝です。

回答No.2

sailor

中学生で出来ないという事はないのですが、消費電力や明るさを測るには計測するための装置が必要ですね。市販のLED電球などを使うのであれば、メーカーのサイトでデーターが公表されていますから、それを使って比較対照する事もできますが、もし、LED単体や豆電球などを使った実験も含めてであれば、電流が計測できるテスター（￥２０００くらいらあります）とLED単体（￥１００ぐらい）と電流を制限するための抵抗（数１０円）と電源（これは電池でも良い）とそれらをつなぐためのコード（両端にクリップの付いたものが５本セットで￥５００ぐらい）と、比較するための豆電球（ソケットとセット￥１００ぐらい）が必用になりますね。明るさを測るのにはちょっと工夫が必要ですが、本格的に明るさを数値化するのではなく、比較対照が出来ればOKという程度であれば、テスターとCDSという光センサーを使えば、中学校の実験レベルなら問題ない測定が出来るでしょう。CDSというのは光の強さで電気の流れ易さが変る部品ですが、１個￥１００程度で手に入ります。これとテスターを使って光の強さを電気抵抗（電気の流れにくさをあらわす数値）の違いという形で表すことが出来るでしょう。

それからオームの法則という電気の基礎的な法則も理解する必要があります。まぁ、この法則は難しいものではなく、計算も四則演算だけですから中学生にも十分出来ます。あと、電流と電圧から電力を計算する式も必要ですが、直流回路ですのでこれは単純に電流と電圧を掛け算するだけでOKです。

道具をそろえる前に、オームの法則というのを調べてみて判るかどうかやってみてください。これが判らないと電気の実験はどうにもなりませんので・・・

お礼

価格まで詳しく教えて下さって有難う御座いました。
何とか、出来そうです。助かりました！

回答No.1

TT414

≻・LEDと普通電球の消費電力の違い
≻・LEDと普通電球の明るさの違い
これは表裏一体の出来事です、二つを別々に調べることはできません。
消費電力を比べるときは同一の明るさになる電力を比べます。
明るさを比べるときは同一電力の状態で明るさを比べます。

お礼

的確な注意と一番早い回答を有難う御座いました。

補足

そのことについては大体わかっているのですが、
中学生が使えるような用具で出来るか、ということで悩んでいます。
どのような用具を使えば良いのか具体的にお願いします。
説明不足ですみません。