エレクトロルミネッセンス (EL) ワイヤーの仕組み

EL ワイヤとしても知られるエレクトロルミネセンス ワイヤは、1936 年にフランス人のジョルジュ デストリオーによって発明されて以来存在しています。ネオンのような光を作り出すその機能は新しいものではありませんが、人々はそのユニークな性質を利用するためのより創造的な方法を開発しています。エレクトロルミネセンス材料はシートとワイヤの形で入手可能であり、どちらの種類もその発明以来、消費者向けの使用により適したものになっています。最初の EL 製品は、厚く、柔軟性がなく、壊れやすい素材で作られていました。たとえば、エレクトロルミネセンスワイヤーは、ガラスまたはセラミックに包まれて最初に登場しました。この設計には重大な問題がありました。ガラスもセラミックも展性がありません。巻いたり、包んだり、伸ばしたりして、新しくて興味深い形を作ることはできません。これにより、EL ワイヤの有用性が大幅に低下します。ワイヤーを柔軟なプラスチックコーティングで覆うことで、EL ワイヤーを柔軟で防水性のあるものにし、屋内と屋外の両方での使用に最適にすることで、問題を簡単に解決しました。

EL ワイヤーの人気は、その多用途性と効率性に由来します。アーティストやハッカーによって、衣服 (光るスーツなど)、自転車のスポーク、ターンテーブルを照らすために広く使用されています。これはバーニングマンなどのフェスティバルでよく見られ、人々ははんだ付けされたカラフルなストランドで飾られたそびえ立つ構造物を作ります。世界的に有名な照明アーティストのマーカス トレメントは、モダンなデザインとアートを融合する手段として EL ワイヤーを使用しています。 EL ワイヤーには、階段、歩道、自転車ヘルメットの装飾的な安全機能もあります。緊急対応者は、事故現場を照らすために EL ワイヤーテープを使用したこともあります。購入するか自分で作るか、安全照明や明るい衣類に使用するかにかかわらず、EL ワイヤーは大小を問わず創造的な照明プロジェクトに最適です。

EL ワイヤーは具体的にどのように機能するのでしょうか?まずは作り方から見ていきましょう。

ELワイヤーの構成部品

エレクトロルミネセンス ワイヤの美しさは、その比較的シンプルさにあります。これはいくつかのコンポーネントで構成されています。

EL ワイヤの製造は、導体として機能する固体銅コアから始まります。導体は、電気、つまり電子の流れが容易に移動できる材料です。銅コア全体が蛍光体潤滑剤の均一な層でコーティングされています。蛍光体は、ライトスティックやその他の蓄光製品に使われているものと同様、エレクトロルミネセンスワイヤーの鍵となります。蛍光体は、電気などのエネルギー源にさらされると光を発する固体材料です。

次に、2 本の非常に細い銅線をより合わせて 1 つの長いストランドを作ります。このワイヤは、蛍光体でコーティングされた銅のコアの周りにコイル状に巻かれています。これで、階層化されたユニットが完成しました。そのコアはサンドイッチのようなものと考えることができます。電気が流れる 2 つの導体が、蛍光体の発光に必要なエネルギーを供給します。

EL ワイヤーは湿気にさらされると断線する可能性があります。ここで 2 つの PVC スリーブが活躍します。これらのスリーブは、EL ワイヤーを風雨から保護します。これは、EL ワイヤーを屋外で使用する場合に特に重要です。また、EL ワイヤーに柔軟性を与えます。最初の PVC スリーブはかなり薄くて軽量で、導電ユニット全体に引っ張られます。このインナースリーブは透明な防水プラスチックで作られています。 2 番目の PVC スリーブは、化学的に染色されてさまざまな色が生成されることが多く、ストランド全体に重ねられます。追加の保護層を提供し、質感を錯覚させるために斑入りのものが多いです。

最後に、AC 電源がなければ EL ワイヤーは完成しません。 EL ワイヤーに電気を加えると、原子レベルで反応が始まり、ワイヤーが発光します。

EL ワイヤーの構成がわかったところで、なぜこれが美しく光るのかを見てみましょう。

ELワイヤーが光る理由

EL ワイヤーは直流 (DC) ではなく交流 (AC) によって電力を供給されます。エレクトロルミネセンス ワイヤに電気が印加されると、ワイヤの蛍光体コーティング内の電子がより高いエネルギー レベルまたは軌道にノックされます。これらの電子が元のエネルギーレベルに戻ると、フォトンと呼ばれる光の粒子が放出されます。電子が余分なエネルギーを放出して前の状態に戻る時点でのみ、電子は光子を放出し、蛍光体を発光させます。では、なぜエレクトロルミネッセンスワイヤには DC よりも AC が優れているのでしょうか?直流 (DC) が EL ワイヤに印加されると、電流による電子の励起が止まるとすぐに発光が停止します。 DC は一方向にのみ移動するため、電流が流れるとすぐに発光が始まり、すぐに終了します。

EL ワイヤーが継続的に発光するには、一定の電流を供給する必要があります。交流 (AC) では、電流は回路の正極と負極の間を行き来します。この交互の極性は、電気が常に回路を流れ、EL ワイヤーに一定の電力供給を与えることを意味します。その結果、蛍光体原子は継続的にイオン化されるか、電子のエネルギーレベルが変化します。これらのイオンは常に電子を 1 つのエネルギー レベルから別のエネルギー レベルにジャンプさせているため (光を放出するプロセス)、継続的に輝きます。さらに、交流は変圧器を使用して昇圧または降圧できるため、AC は DC よりも高い電圧を提供できます。これは、EL ワイヤーがどの程度明るく輝くかを決定するための鍵となります。電圧が高いほど電子励起が増加し、その結果、より明るい光が得られます 。

標準のコンセントでは動作しない EL ワイヤー用途の場合は、バッテリー電源が最適です。バッテリーは直流 (DC) を提供するため、バッテリー駆動の EL ワイヤーには、DC を必要な AC に変換するインバーターが必要です。インバータに関しては、2 つの要素が必要なものを決定するのに役立ちます。それは、念頭に置いているプロジェクトと、それを機能させるために必要な電力です。 EL ワイヤーの長さによって必要な電力が決まり、使用する電力によって EL ワイヤーがどの程度明るく見えるかが決まります。ワイヤーの長さに比べて小さすぎるインバーターを使用すると、明るい光を生成する能力が妨げられます。適切なサイズのインバーターを使用すると、EL ワイヤーの輝度が大幅に向上します。

EL ワイヤーの用途とコストについては、次のページに進みます。

EL ワイヤーの安全性、効率性、コスト

エレクトロルミネセント ワイヤーは、衣服の装飾やアクセントとして人気が高まっていますが、電源を肌に近づけても安全なのでしょうか? EL ワイヤをどこでどのように使用する場合でも、高電圧には注意し、短絡を防ぐためにインバータにヒューズを使用してください。また、ワイヤーを過度に曲げることはこのようなショートの一般的な原因となるため、避けてください。インバーターを備えたバッテリーパックは、通常、外出先で光りたい人のための電源です。衣服や衣装に EL ワイヤーを着用していて、小さな衝撃を受けることを好まない場合は、ワイヤーがインバーターに接続されている領域が十分に絶縁されていることも確認する必要があります。 EL ワイヤーが熱くなることはありませんが、電気が関係する場合、安全性が常に懸念されます。

効率とコストの点で、EL ワイヤーは他の照明とどのように比較されますか?一般的な用途を考えると、市場で最も効率的な照明形式の 1 つです。消費するエネルギーはほとんどなく、触れると冷たく光り、コストも比較的安価です。精通した買い物客であれば、お得な価格設定を見つけることができることがよくあります。一部の小売店では、非常にお買い得な EL キットを販売していますが、EL ワイヤーを足単位で販売している小売店もあります。 EL ワイヤーは手頃な価格に加え、耐久性にも優れています。ネオンや蛍光灯とは異なり、EL には破損する可能性のあるフィラメントがありません。一部の消費者は耐久性の高いカスタムメイドのネオンサインを好みますが、EL ワイヤーはコストが低く、破損が少なく、独自の創造性を輝かせることができます。ロープライトと同じように、安全に曲げたり、輪にしたり、巻き付けたりして、好きなデザインを作成できます。ロープライトはELワイヤーよりも安価ですが、ロープライトは熱を発生します。また、一般的なブランドのロープ ライトの多くは、ユーザーがライトのストリングを希望の長さに切断することを許可していません。さらに、EL ワイヤーはネオンやロープ ライトに比べて運用コストが最大 500 分の 1 であり、EL ワイヤーを何度も使用できます 。

EL ワイヤーは優れた持続力を持っていますが、日光にさらされると最終的に色が褪せます。 EL ワイヤーを屋外の直射日光の当たる場所に保管すると、寿命が 1 ～ 2 年に短くなります。屋内に保管するか、屋外での露出が制限されている場合、EL ワイヤーの色は 3 年間持続します。 EL ワイヤーに印加される電圧も寿命に影響します。より強力なインバーターは、EL ワイヤーに高い電圧を供給して明るくしますが、電圧が高いと、EL ワイヤーの明るさ、つまり明るさが早く失われます。通常の白熱電球が電圧をかけすぎると早く切れてしまうのと同じように、EL ワイヤーも同様です。費用を最大限に活用するには、EL ワイヤーのメーカーが提供するガイドラインに従う必要があります 。

EL ワイヤーの創造的な使い方を学びましょう。

ELワイヤーを使った照明ディスプレイと工作

EL ワイヤーが非常に人気があるのは、パルス光、円、テンポに合わせた特定のパターンなどの興味深い効果を非常に簡単に作成できるためです。このような効果を生み出すには、シーケンサーを使用する必要があります。シーケンサーはプログラム可能で、照明パターンとその移動速度を制御できます 。多くの人がホリデー ディスプレイに EL ワイヤーを使用していますが、野心的な屋外装飾を作成したい場合はシーケンサーが便利です。たとえば、カラフルな EL ワイヤーに包まれた魔女や幽霊を庭にハロウィーンのディスプレイにしている場合、シーケンサーを使用して繰り返しの照明パターンを設定できます。シーケンサーを使用すると音楽をプログラムすることもできるので、不気味なサウンド効果を追加して不気味なディスプレイを完成させることができます。

休日の装飾に加えて、EL ワイヤーは衣装にも使用され、興味深いユニークな効果を生み出します。サングラス、ジュエリー、コート、ペットの首輪はすべて EL ワイヤーのアップグレードに利用でき、EL ワイヤーはクラブに無制限の照明オプションを提供するようになりました。シーケンサーと併用すると、EL クラブ照明を音楽に合わせてパルスすることもできます。予算を重視する消費者は、パーソナライズされた家庭用および自動車用照明の新しいソリューションとして EL ワイヤーに注目しており、EL ワイヤーは低コストであるため、店頭のネオン看板の優れた代替品となっています。休日の電気代を節約したい場合でも、ダンスフロアで個性を主張したい場合でも、EL ワイヤーの多用途性と低コストにより、無限の発明の可能性が得られます。

EL ワイヤーは、柔軟性がなく脆かった当初とは大きく異なり、耐久性があり、さまざまな用途に適応できる製品としての地位を確立しました。自分で組み立てることができ、色、太さ、長さも豊富に揃っているので、EL ワイヤーはあなたの生活に小さな光をもたらすことでしょう。

EL ワイヤーがどのように作られるのか、どのように機能するのか、そしてそれを使って何ができるのかを理解したところで、次の記事が理解できるかもしれません。