【第二種電気工事士】試験に出る照明器具の図記号と光源の特徴を完全攻略!白熱球とLEDの違いとは?

【第二種電気工事士】試験に出る照明器具の図記号と光源の特徴を完全攻略!白熱球とLEDの違いとは?

記事を読む前に!実践・過去問チャレンジ

電気工事士の試験において、照明器具に関する知識は「配線図問題」や「鑑別問題」で必ずと言っていいほど出題されます。

特に、近年普及しているLEDと、従来の白熱電球や蛍光灯との性能比較は超頻出テーマです。

また、図面上に書かれた「H」や「M」といったアルファベットの記号を見て、それがどんな照明で、どんな特徴があるかを瞬時に判断する必要があります。

まずは、実際に出題された過去問をベースにした問題で、今の理解度をチェックしてみましょう。

【問題】

白熱電球と比較して、電球形LEDランプ(制御装置内蔵形)の特徴として、誤っているものは次のうちどれか。

  1. 力率が低い
  2. 発光効率が高い
  3. 価格が高い
  4. 寿命が短い

答えは決まりましたか?

「LEDは性能が良いから、全部優れているんじゃないの?」と思った方は要注意です。

電気的な特性(力率など)については、実は白熱電球の方が優れている点もあります。

正解と、試験で問われる「光源ごとの決定的な違い」について詳しく解説していきます。

1. ズバリ、正解は?

正解は、選択肢の 4(寿命が短い) です。

問題文は「誤っているもの」を選べ、という内容でした。

LEDランプの最大の特徴は長寿命であることです。したがって、「寿命が短い」という記述は明らかに誤りとなります。

問題の正誤と各選択肢の図解説の黒板解説

なぜ他の選択肢は「正しい」のか?(LED vs 白熱電球)

この問題は、LEDと白熱電球の比較を正しく理解しているかを問う良問です。それぞれの選択肢を検証しましょう。

  1. 力率が低い(正しい記述)ここが一番の引っかけポイントです。白熱電球は構造がシンプル(フィラメントという抵抗のみ)なため、電気の入り口から出口までロスなく電気が使われ、力率はほぼ100%(非常に良い)です。一方、LEDや蛍光灯は、点灯させるために電子回路(制御装置)を通すため、その過程で電流の位相のずれなどが生じ、白熱電球に比べると力率は低く(悪く)なります。
  2. 発光効率が高い(正しい記述)LEDは少ない電力で明るく光るため、発光効率は非常に高いです。白熱電球は電気の多くが「熱」になってしまうため、効率が悪いです。
  3. 価格が高い(正しい記述)近年は安価になりましたが、構造が単純な白熱電球と比較すれば、部品点数の多いLEDランプの方が製品価格は高くなります。
  4. 寿命が短い(誤った記述)白熱電球の寿命は 1,000から2,000時間 程度です。対して、LEDランプの寿命は 約40,000時間 です。桁違いに長寿命です。

2. 図記号で覚える!各種光源の特徴まとめ

配線図問題では、照明器具のシンボル(図記号)の横に添え字(アルファベット)が付いていることがあります。

この記号が何を表しているか、そしてその光源にはどんな特徴があるかを整理しましょう。

光源の違いと特徴の一覧表(解説画像の表)

① 白熱電球・蛍光灯(基本の2つ)

まずは基本となる2つの違いです。「力率」と「安定器」の関係がポイントです。

【白熱電球】

図記号:〇(丸のみ)

特徴:

・力率が良い(これが最大の特徴)

・発光効率は良くない

・寿命が短い

・安定器は不要

【蛍光灯】

図記号:長方形に〇

特徴:

・発光効率が高い

・寿命が長い

・力率が悪い(コンデンサ等で改善する)

・安定器が必要

② 放電灯(HIDランプ)の「H・N・M」

ここが暗記のしどころです。

高輝度放電灯(HIDランプ)と呼ばれるグループは、丸い記号〇の右下にアルファベットがつきます。

アルファベットの意味とセットで覚えれば迷いません。

【水銀灯】記号:H

記号の由来:水銀の元素記号 Hg(またはHigh pressure mercury)の H

特徴:

・青白い光

・公園や道路の照明によく使われる

・発光効率が高く、寿命が長い

・安定器が必要

【ナトリウム灯】記号:N

記号の由来:ナトリウム (Natrium) の N

特徴:

・黄橙色(オレンジ色)の光

・光の波長が長く、霧の中でも光が通りやすい

・トンネル内や霧の発生しやすい場所に使われる

・発光効率が非常に高い

【メタルハライド灯】記号:M

記号の由来:金属 (Metal) の M

特徴:

・水銀灯にハロゲン化金属を加えたもの

・水銀灯よりも演色性が良い(=照らされた物の色が自然に見える)

・商業施設やスタジアム照明などに使われる

・発光効率が高く、寿命が長い

3. 試験攻略の合言葉「安定器と力率」

照明器具の問題で迷ったら、以下のルールを思い出してください。

  1. 「白熱電球」だけ仲間はずれ白熱電球だけが「安定器不要」で「力率が良い」です。それ以外(蛍光灯、水銀灯、ナトリウム灯など)は基本的に「安定器が必要」で「力率は(対策しないと)悪い」です。
  2. 色のイメージを持つ水銀灯(H) = 青白い = 公園ナトリウム灯(N) = オレンジ = トンネルメタルハライド灯(M) = キレイな色(演色性良)

まとめ

今回の問題のポイントをおさらいしましょう。

・LEDの特徴:長寿命、高効率だが、白熱電球に比べると力率は低い傾向にある。

・白熱電球の特徴:寿命は短いが、力率は非常に良い。

・アルファベット記号:

H = 水銀灯(公園、青白い)

N = ナトリウム灯(トンネル、オレンジ)

M = メタルハライド灯(演色性が良い)

配線図問題で図記号に「N」と書いてあったら、「あ、これはトンネルとかにあるオレンジ色のナトリウム灯だな」とすぐに連想できるようにしておきましょう。

この知識は、筆記試験だけでなく、実際の現場で図面を読む際にも役立つ基礎知識です。