雑学

街灯の光センサーとは?自動的に点灯・消灯

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街灯の光センサーとは?自動的に点灯・消灯

夜の住宅街は帰り道が怖いが、そんな時、頼りになるのが明るい街灯である。水銀灯は暗くなると自動的に点灯し、明るくなると自動的に消え、わたしたちの生活を日々支えてくれている。ところで、電気の点灯と消灯は全自動なのだが、いったいどういう仕組みになっているのだろう。じつは、街灯には明暗を感知するための光伝導セルという半導体が組み込まれている。

半導体とは電流をよく通す導体と電流をとおさない不導体の中間にあたるもので、条件によって電気をとおしたりとおさなかったりする優れモノだ。この半導体は、硫化カドミウムという物質で、光の量によって電気抵抗が大きく変わる性質がある。これは明るいところでは電気抵抗が小さくなるが、暗いところでは電気抵抗が大きくなるのだ。この性質を利用して電気回路をつくると、周囲の光の量が多いときには、センサーの電気抵抗が小さくなって、回路に流れる電流は大きくなる。

逆に、光の量が少ないときには電気抵抗が大きくなって、回路に流れる電流は小さくなる。そしてセンサーと一緒に組み込まれている電磁石は、流れる電流の強さと磁石の引き付ける力が比例する性質を持つ。それゆえ電磁石と電灯の接点を一体にしておけば、磁石の力の変化によってスイッチの開閉を自由に制御できる。触るだけでランプがつくエレベーターのボタンや、手を近づけるだけで水がでる蛇口など、応用範囲は非常に広いのである。

圧力鍋が早く調理ができる理由

圧力鍋を使うと、煮物などが早く軟らかくできるので、時間やガス代を節約できる。ところで、圧力鍋を使うとどうして早く調理できるのだろうか。その秘密は圧力をかけることにより、水の沸点をあげることにある。ふつう地上で使う水の沸点は一〇〇度である。富士山などの標高が高いところだと逆に沸点が下がって美味しいご飯が炊けなくなるが、これは気圧の低下が原因である。

圧力鍋はこの気圧と沸点の特性を逆手にとって発明されたものだ。圧力鍋を使うときには蒸気が外に逃げないように蓋をし、一〇〇度以上の高温で調理する。圧力鍋に水を入れて加熱していくと、水が少しずつ蒸発し、鍋のなかに水蒸気が増えてゆく。水蒸気は気体だから、鍋のなかにある気体の圧力が上昇し、水の沸騰する温度が上昇する。

たとえば大気圧の二倍の圧力では一二〇度で水が沸騰するし、四気圧にすると水の沸点は一五〇度にもなる。要するに、圧力鍋を使えば、通常はつくれない高温のお湯が作れるのだ。さらに熱さだけではなく、非常に大きな圧力が四方八方から食材にかかる。これはかなり大きな力である。それゆえ、煮物などを短い時間でも軟らかく作れるのだ。

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