掃除をしていたら、クリスマスツリーが出てきました。

最近はクリスマスツリーもＬＥＤ電球が一般になってきましたが、出てきたのは、ペッパー球のクリスマスツリーでした。

ニトリで買ったもので、１０個の球があり、1個が親球、９個が子球です。

クリスマスツリーは、親球があることにより、点滅します。

親球は熱膨張が違う金属（バイメタル）が入っています。

バイメタルは、熱くなると曲がる性質があるので、この性質を利用し、電気を切ったり（ＯＦＦ）つなげたり（ＯＮ）します。

ちなみに、親球を子球にすると、点滅しないで点灯しっぱなしになります。


↑ クリスマスツリーのライト、ペッパー球（アップの写真は親球です）です。

家庭用のＡＣ１００Ｖコンセントに差し込めば、点滅しますが、意外と回路がどうなっているのか分かりません。

ネット調べても、技術的な情報が全くありません。

また昔ならホームセンターにペッパー球の変えも売っていましたが、最近ではペッパー球自体を売っていません。

記録的な意味合いで、ペッパー球について調べてみました。


ペッパー球は、ムギ球の仲間のようです。

ムギ球は昔、プラモデルやＮゲージなどに組み込んで、電飾（光らせる事）するのに使っていました。

形はムギのように、丸っぽい形をしており、通常は乾電池（ＤＣ）をつないで光らせていました。

ムギ球も色々な種類があり、ＤＣ３Ｖで動くものや、ＤＣ６Ｖで動くもの、ＤＣ１２Ｖで動くものなど、さまざまです。

ただ、交流（ＡＣ）が使えるかどうかは、実験していませんので、わかりません。

極性がないので、多分使えると思いますが。



一方、 ペッパー球は、用途はクリスマスツリーに使われ、形はムギ球と違い先がとんがっています。

電気特性は、ムギ球と同じで、ＤＣ３Ｖで動くものや、ＤＣ６Ｖで動くもの、ＤＣ１２Ｖで動くものなど、さまざまのようです。

さらに、交流（ＡＣ）でも使えますというより、クリスマスツリーなので、交流がメインです。




ちなみに小学生の頃に使った豆電球（株式会社ミネシマ　HP-4）の仕様を、メーカーさんに問い合わせた所、次の回答を頂きました。

「豆球の仕様についてですが、「２．５V×０．３A＝０．７５W」になります。

製品の正式な仕様は２．５Vなのですが、電池を２本使用するので３Vと表記しておりました。 」

実際に３Vのアルカリ乾電池で試すと、一瞬電流計のメーターが０．４Aくらい大きく触れますが、すぐに電流は０．２６A程度で安定しました。

１．５Vのアルカリ乾電池で同じように試すと、一瞬電流計のメーターがちょっと触れますが、すぐに電流０．２１A程度で安定しました。

豆電球は、フィラメントが熱くなると電気抵抗をもつようです。

３Vでも壊れないので、メーカーさんが回答された仕様は、通常に使う仕様で、最大定格ではないようです。

もう少しペッパー球について、細かい特性が知りたかったので、家にあった、ニトリのクリスマスツリーで実験しました。

回路全体は、球が１０個、直列つなぎしている回路でした。

そのため、1個でも球（親球、子球はといません）を抜くと、全部消灯してしまいました。

親球がバイメタルを利用し、点滅しているので、直列つなぎのため、回路全体が点滅するのは、直列つなぎだからでした。

また、親球の変わりに、子球にすると点灯するのも、回路全体が直列つなぎのためでした。


1個抜くと、直列つなぎであることが分かりました。


ペッパー球１個について、調べてみます。

コンセントにシールが貼ってあり、「定格電圧１００Ｖ　定格消費電流０．１５Ａ」と記載されています。

電源は、ＡＣ１００Ｖなので、１個あたりＡＣ１０Ｖがかかっています。

電流を制限する抵抗器は入っていないので、ペッパー球自身が電気抵抗になって、電流を０．１５Ａにしているようです。

ウィキペディアの電気抵抗の概要に記載されている通り、金属は半導体と違い、熱くなると電気抵抗が増えます。

一方半導体は、熱くなると電気抵抗が減ります。

ペッパー球は、金属が入って光っているようなので、おそらく発熱すると、電気抵抗が増えるようです。


クリスマスツリーから1個ペッパー球を外し、電池ＤＣ３Ｖに直接つないでみます。

意外にも、かすかに光ります。

以下電池の電圧をつないだ結果です。

↑ＤＣ１３．５Ｖで点灯させているところ。約１４０ｍA流れています。


ＤＣ１３．５Ｖは、ＤＣ９ＶとＤＣ４．５Ｖを直列つなぎし、作っています。

ＡＣ１００Ｖの時は、一個あたりＡＣ１０Ｖかかっています。

これは実効値が１０Ｖなので、最大値は√２をかけると、１４．１Ｖになります。

ＡＣ１００Ｖの時は、１４．１Ｖからー１４．１Ｖまでの交流が実際にはかかっていると思われます。

そのため、ＤＣ１３．５Ｖで点灯させた明るさが、クリススツリーと同じだったのは、電圧が１４．１Ｖと１３．５Ｖで、あまり差がなかったからと思われます。

実際はAC１００Vの時は１４．１Vから−１４．１Vになる時に消灯するかもしれませんが、目の残像現状で光って見えると思われることと、速度が速く消灯しないうちにまた点灯しているので、消灯していないのかもしれません。


ＤＣ１３．５Ｖで電流を測定すると、電源を入れた際、一瞬テスターが振り切れますが、すぐに１４０．７４ｍAに落ち着きます。

これは、バイメタルが熱くなるまでは、大きな電流が流れますが、熱くなると１４２ｍAになることが分かり、ペッパー球そのものが電気抵抗になり、電流を制限していることが分かります。


クリスマスツリーは、コンセントに差し込めば点灯しますが、球の電圧の仕様により、直列つなぎできる数が決まり、球の性質そのもので、流れる電流値がきまっていることが分かりました。

そのため、他社のペッパー球を差し替えた場合は、電圧や電流が変わってしまうので、注意が必要と思われます。


■まとめ
ニトリのクリスマスツリーのペッパー球　1個
電圧AC１０V又はDC１０V　　電流１５０ｍA（AC１０V又はDC１０Vの時）。
電流制限に抵抗は必要なし（自分で熱くなると電気抵抗をもつため）。