照明と電熱 ミニテスト【第2回】

正解：（3）3,600
1 W＝1 J/s、1時間＝3,600秒なので、
1 kWh＝1,000×3,600 J
＝3,600,000 J＝3,600 kJです。
（1）360は10分の1、（2）1,000は時間の換算が不足しています。（4）4,186はカロリーからの換算値との混同です。（5）36,000は10倍です。kWは電力、kWhは電力を時間で積算したエネルギーで、区別します。

正解：（4）9 台
Nを器具台数、Eを維持平均照度、Aを作業面積、Fを1台分の光源光束、Uを照明率、Mを保守率とすると、
N≧EA/(FUM)
＝200×50÷(3,000×0.5×0.8)
＝10,000÷1,200≒8.33。
必要最小数は切り上げて9 台です。1台当たりの平均照度への寄与は1,200÷50＝24 lx。（1）6台は144 lx、（2）7台は168 lx、（3）8台は192 lxで不足します。9台なら216 lxです。（5）10台も条件は満たしますが、最小ではありません。
光源が1台に複数ある場合は個数と光束の基準をそろえます。平均照度の計算なので、作業面の全地点で200 lx以上になる保証ではありません。参考：Panasonic・平均照度の計算法。

正解：（4）見かけの面積当たりの光度
輝度の単位はcd/m²です。観察方向に垂直な面へ投影した面積を使い、面の明るさを測光量として表します。
（1）は光束［lm］、（2）は光度［cd］、（3）は照度［lx］、（5）は消費電力を基準にした効率［lm/W］の説明です。
輝度はまぶしさに関係しますが、まぶしさそのものと同じ量ではありません。周囲との明暗差、見える大きさ、視野内の位置などでも感じ方が変わります。参考：照明学会・輝度とグレアの基礎事項。

正解：（3）30
発熱電力はP＝I²R＝10²×5＝500 W。
Q＝Pt＝500×60＝30,000 J
＝30 kJです。
（1）3は電流を2乗せずIRtとした値です。（2）15は計算値の半分、（4）50は抵抗両端の電圧IR＝50 Vとの混同です。（5）300は10倍です。
求めたのは抵抗で発生した熱量です。水などへ伝わった熱量を求めるなら、別途、熱の伝わる割合を考えます。参考：名古屋工業大学・抵抗による電力消費。

正解：（2）発光効率（lm/W）が高いため
ここでいう効率は、光束を点灯回路込みの消費電力で割った値です。同じ光束なら、この値が大きいほど必要な電力が小さくなります。LEDの効率を一律に「白熱電球の5〜10倍」とは決められず、製品の光束と入力電力を同じ基準で比べます。
（1）電圧だけでは電力は決まりません。（3）長寿命は交換回数を減らす特徴で、点灯中の電力とは別です。（4）色温度は光の色の指標で、効率の高さを単独では示しません。（5）力率は有効電力と皮相電力の比で、lm/Wとは別です。
同じ光束でも配光や設置条件が変われば照度は変わるため、実際の交換では照度も確認します。参考：日本電気技術者協会・ランプ効率と総合効率。