【問 4】 各問いに答えなさい。
I 太郎さんは、クリスマスツリーなどに使われる飾りの電球が、豆電球から発光ダイオード (LED)に
変わったことに興味をもち、これらの性質を比べるために,次のような観察と実験を行った。
〔観察) 市販されている飾りの導線のカバーを取り除くと,
図1のように, LEDが直列につながっている部分があった。
[実験 1 〕
図2のような回路をつくった。 PとQは電流計 電圧計
のいずれかである。
回路全体の電球に加える電圧を3.0Vとし、 同じ電球を
図3のように直列に1つずつ増やしながら、 1つの電球
に加わる電圧と流れる電流の値, 電球の明るさを調べ,
表1にまとめた。
図 1
LED
A
B
図2
P
D
図3
図2の回路で、豆電球を豆電球型のLEDに交換し,
実験1の②と同様の操作で調べ, 表2にまとめた。
表 1
回路全体の
1
(2
3
電球の数
回路全体の
電球の数」
1
(2
3
電圧(V〕
3.0
1.5
1.0
電圧[V]
3.0
1.5
1.0
電流 〔A〕
0.60-
0.40
0.32
電流 〔A〕
0.50
0.18
0.03
上から見た
上から見た
豆電球型の
豆電球の
LEDの
明るさ
少し明るい
暗い
非常に暗い
明るさ 非常に明るい 明るい
少し明るい
太郎さんは、 表2で、 電流の値の変わり方が豆電球の場合と比べて大きいことに気づき, LEDの性質を
調べたところ, LEDは流してもよい大きさを超えた電流を流すと寿命が短くなることを知った。 そこで、
抵抗器を用いてLEDに加わる電圧と流れる電流の大きさを調整しようと、次のような実験を行った。
〔実験2〕 図4のX, Yのような回路
図 4
X
をつくり, 電源装置の電圧を3.0V
とし, LEDに電流を流した。
LED
抵抗器
Y
電源装置
スイッチ
