妻と私は、家中の調光器スイッチにいくつかのライトを持っています。私たちは一般に、暗くなったライトによって提供される環境照明を好みます。しかし、ライトを暗くすることによって電気を節約している場合、私は興味があります。電流を急速にオン/オフすることで調光器が動作することをどこかで読んだように感じますが、調光器スイッチがどのように機能するかは基本的に理解していません。

はい。それが理由です。

レオスタット調光器

古い調光器は、可変抵抗器を使用して光を暗くしました。簡単な例を見てみましょう。

すべての抵抗を合計することで、総抵抗（RT）を見つけることができます。

RT = R1 + R2 = 0オーム+ 144オーム= 144オーム

その後、合計電流（IT）を見つけることができます。

IT = ET / RT = 120V / 144オーム= .83A

次に、各抵抗負荷の電圧を計算します。

E1 = IT * R1 = .83A * 0オーム= 0V

E2 = IT * R2 = .83A * 144オーム= 120V

最後に、合計ワット数（WT）を計算します

WT = V ^ 2 / R = 120V ^ 2/144オーム= 100ワット

R1の抵抗を大きくするとどうなるか見てみましょう

RT = 200オーム+ 144オーム= 344オーム

IT = 120V / 344オーム= .349A

E1 = .349A * 200オーム= 69.77V

E2 = .349A * 144オーム= 50.23V

WT = 120V ^ 2/344 = 41.86ワット

ご覧のとおり、R1の抵抗を増やし、R2の両端の電圧を効果的に下げました。そして今、私たちは薄暗い光を持っています。

サイリスタ調光器

現代の調光器はトライアックを使用して、ライトが点灯している時間を減らします。ただし、調光器の回路のために、直接的なエネルギー節約はありません。ライトを50％に薄暗くしても、電力を50％節約することにはなりません。

ACシステムの典型的な波形は次のようになります。

トライアックは、電圧が0に達するたびに電気が流れるのを防ぎます。

そのため、このような波形になります。

トライアックでは、ライトは実際に1秒間に120回点滅します。すべてのサイクルで、少量の電力を節約しています。電気代を実際に見るだけで十分ですか？それは、ライトがどれくらいの時間点灯しているのか、そして何パーセント減光しているのかによると思います。

簡単な答えはイエスです。電気代を節約できます。おそらく、過去20年間に製造された調光器には、お金を節約する技術が備わっています。これは、世界最大の調光器メーカーの1つであるLutronによるものです。

ご覧のとおり、電気を節約できるだけでなく、ランプの寿命も長くなります。130ボルトのランプが120ボルトのランプよりも長持ちする理由です。

LEDの調光は簡単ですが、最高の調光体験を得るには、LED用に設計された調光器が必要です。これらは私がトリムねじと呼んでいたものを持っているので、調光器を調整して調光範囲全体を使用することができます。ファンの速度制御にはトリムネジが使用され、速度制御が低い設定になったら、トリムネジをファンが回転する位置まで調整します。

それは調光器のタイプに依存する可能性があります-古いものは抵抗器に負荷を落とすために使用されていたので、同じ電力を消費し、電球の熱と光ではなく抵抗器の熱に変換するだけでした。

最近のものは、ある程度の電力を節約し、急速にオンとオフを切り替え、デューティサイクルを変更するだけで「オン」時間を増減できます。

最近、この正確な質問を調査するためにかなりの時間を費やしました。家に来るために電気技師にお金を払うことも含まれます。彼は問題を理解していませんでした。購入するほとんどの調光器は、単に可変抵抗器です。これは、回路に100ワットの電球があり、途中で暗くなっている場合、電球に50ワットを送り、50ワットがスイッチボックスで熱に変わることを意味します。

あまりにも多くの熱をスイッチボックスに捨てると、調光器を調理していることがわかります。私たちのケースでは、調光器の300ワットの電球を低周囲照明に暗くすると、500〜600ワットを処理する定格の調光器スイッチを調理するのに十分でした。（私たちの電気技師は、調光器スイッチが理論的にワット数を処理するように定格されているので、おそらく私たちの問題になることはありませんでした。）

だから、いや、少なくとも標準的な調光器で電球を暗くすることで、電気をまったく節約していない。ここで役立つLED電球またはCFL電球を購入できます。ただし、すべてのLED電球がすべての調光器スイッチで動作するわけではないことに注意してください。そして、CFL電球は、暗くなるように設計された電球であっても、まったくひどく暗くなりません。

電子調光器を購入することもできます。これは、1秒間に何回も電源を完全にオフにすることで機能する調光器です。それは実際に電気を節約します。なぜなら、光を通過しない電子は、抵抗を介して分流して熱を発生させるだけではないからです。電子調光器はより高価です。あなたが家の店で買うほとんどの調光器スイッチはまだ抵抗器の種類であることに注意してください。

最後に、もう1つのことができます。通常、スイッチをかなり遠くまで暗くした場合は、レセプタクルに入れる電球を少なくするか、小さくします。たとえば、単一の回路に5つの60ワットの白熱電球があり、通常は周囲の照明のために暗くした。私はLED電球を購入してそれらを交換する予定ですが、調光可能なLEDは今ではこれを正当化するにはあまりにも高価です。単純なのは、5つの電球のうち3つを取り消すことでした。まだ半分ほど暗くなっている2つの60ワットの電球は、点灯させたい場所を照らすのに十分です。

可変抵抗器が戻って初期の頃で、劇場の照明での調光器として使用されていましたが、これは1950年代から共通していないか、以前、私はしているんサイリスタを使用していなかった国内の光の調光を見ました。効率とフィラメント温度（輝度）との非常に非線形な関係により、白熱電球を多くのエネルギー調光で節約することはできませんが、調光器で余分な電圧が燃焼するためではありません。むしろ、ランプが暗くなると、光の出力は赤外線の方向にシフトし、可視光よりも大きな割合の電力が電球の中で熱に直進します。あなたはまだいくつかを保存しますが、あなたが考えるかもしれないほどではありません。

調光できる最新のLED電球のいくつかは、実際には多くの電力を節約します。私が測定したいくつかでは、10〜13Wの「電球」は、眼球の明るさの約半分の明るさまで暗くなり、わずか2〜3ワットしか消費しません。

白熱灯（他の人が気づいているように、唯一確実に調光可能な電球）を使用すると、最良の場合でも、光出力は電力使用量よりも速く低下します。それらを通常の明るさの75％に暗くしても、おそらく元の電力の80-90％を使用しています。明るければ明るいほど効率的です。

電球と直列に可変抵抗を追加すると電流が低下し、したがって抵抗が増加するにつれて電力が低下することは事実ですが、電力は可変抵抗器を介して熱の形で浪費されるという事実が残っています。今日販売されているこれらの古い「レオスタット」（可変抵抗器）タイプはないと思います。市販されている新しい設計では、AC波形が各サイクルの一部にのみ変更されます。この設計は、未使用の電力を無駄にしないため、より効率的ですが、調光器で使用されるシリコンコンポーネントも熱を放散する必要があり、取り付けフランジ（通常はアルミニウム）を介してこれを行います。これは、特定の数のスイッチとワイヤのみがボックスに入れられることを許可される理由の1つです。

クリスマスライトを暗くして、定格600ワットの5ドルのレビトンロータリー調光器をテストしました。合計520ワットの負荷。調光器は、供給されたAC電圧を減衰させることで機能しました。私が見つけたのは、AC電圧が最大になると調光器の温度が上昇し、電圧が減衰すると温度が下がることです。私は当初、調光時に放散される熱は上がると考えていましたが、発生した熱の大部分は内部のトランジスタの非効率性によるもののようです。電圧が高くなり、ユニットが高温になったときに流れる電流が増えます。520ワットの負荷では十分に熱くなったため、ヒートシンクに数秒以上触れることができませんでした。

ここでの教訓は、ほとんどの時間、照明を最大にしたい場合は調光器を使用しないことです。光に変換されないエネルギーは熱として無駄になります。照明を暗くすると、電気の使用量が減り、お金を節約できます。光が減光されているかどうかにかかわらず、調光器は熱の形でエネルギーを浪費します。無駄なエネルギーは負荷に比例して増加します。

ライトを暗くすると、電力使用量が削減されます。一部の人々は、電球から出ない電力は、代わりにスイッチで熱を発生していると示唆しています。一部の電力は熱を発生しますが、電球ほどの電力は使用しません。

ここにいくつかの簡単な電気数学の電力方程式があります：P = IE電力は電流に等しく、回路全体の電圧合計電圧は約120V ACです。

調光器が単純な加減抵抗器である場合、抵抗を上げると電流はオームの法則に従って低下しますV = IR電圧は電流と抵抗の積に等しくなります。電圧は一定なので、両側を「R」でI V / Rは、定電圧で抵抗が増加すると電流が低下することを証明します。

べき乗則を記述する別の方法は、P =（V ^ 2）/ Rで、電圧を一定に保ち、出力電力を増加させる抵抗が低くなります。電力は抵抗と負の相関があります。

100Wの電球があり、出力が50Wに薄暗くなっている場合、調光器で50Wの熱は発生しません。それはあなたの家を焼き払うでしょう。

他のタイプの調光器は、トライアック調光器です。この調光器は基本的に1秒間に100回以上電源のオン/オフを切り替えるため、ライトが暗くなるたびに消灯する時間が長くなるにつれて消費電力が少なくなります。

あなたは本当に「ワットvs VA」問題について話している。

戻って、Tester101の「トライアック調光器」の図を見てください。

• ワットは、実際に使用する電力です（正弦波の下の黒い領域を除く）。
• VAは、使用する部品を作成するためにジェネレーターが生成する必要がある正弦波全体です。

「力率」とは、実際に使用しているワットと正弦波全体の差です。また、トライアック調光器の「力率」は低く、設定によって明らかに異なります。

そのため、発電機は正弦波全体を生成する必要があるか、完全な波形の周りにエネルギーを再配分するために何らかの「力率補正」を行う必要があるため、トライアック調光はそれほどエネルギーを節約しません。それは、「回転コンバーター」が完全に副作用として優れていたものです。紡績機の慣性は、エネルギーを時間シフトして正弦波の周りに再分配する「ACコンデンサー」として機能しました。もちろん、これは電子的に行われます。

ただし、メーターは使用している電力のみを監視し、力率については何も知りません。だからあなたは掘り出し物を手に入れており、あなたが使用する正弦波の部分だけを支払うだけです。

私への電気は黒科学であり、私はこのテーマに関する専門知識がありません。しかし、抵抗型調光器を使用する場合、メーターからスイッチに電力を供給し、その不要な電力の一部を熱に変更することで、アプライアンスまたはグローブへの供給を制限しているように思えます。それは、抵抗器タイプの調光器スイッチを使用することで電力を節約することは幻想であることを意味します。あなたが見る結果がより少ない光であることを確認してください。しかし、あなたが支払うのはあなたが見るものではなく、メーターに登録されているものです。1秒間に120回電源をオン/オフする新しい調光器は別の話です。