تُعد معرفة أنواع المصابيح الكهربائية واستخداماتها من المعلومات الأساسية التي يسعى العديد من الأشخاص للاطلاع عليها. سيتناول هذا المقال كافة التفاصيل المتعلقة بأنواع المصابيح، بالإضافة إلى مزايا وعيوب كل نوع.
تعريف المصباح الكهربائي
- يعتبر المصباح الكهربائي أحد العناصر الأساسية التي تُضيء العالم، ويلعب دورًا حيويًا في حياة الأفراد.
- يشير المصباح إلى مصدر للطاقة الضوئية يتم إنتاجه من خلال تحويل الطاقة الكهربائية.
- يعتمد عمل المصباح على مرور تيار كهربائي عبر جهاز يسمى المصباح القوسي أو المصباح المتوهج.
- تشكل المصابيح المصدر الرئيسي للإضاءة الكهربائية في حياتنا اليومية.
من هو مخترع المصباح؟
- عند الحديث عن أنواع المصابيح، من الضروري الإشارة إلى مخترع المصباح الكهربائي.
- توماس أديسون هو الشخص الذي يُنسب إليه اختراع المصباح الكهربائي.
- يُعتبر توماس أديسون واحدًا من أعظم العلماء والمخترعين في التاريخ الأمريكي، حيث تُعزى إليه حوالي 200 اختراع.
- ساهم أديسون بتطوير حياة الإنسان من خلال ابتكاراته العديدة الهامة في مختلف المجالات، بما في ذلك بطارية السيارة.
- تستحق جهود أديسون في اختراع المصباح الكهربائي الذكر، حيث أجرى 999 محاولة قبل أن يتوصل إلى النجاح.
- تم تصنيع أول مصباح كهربائي في عام 1879 باستخدام أسلاك الكربون، مما يشير إلى أهمية الابتكار الذي قدمه.
أنواع المصابيح
- مع تقدم التكنولوجيا، ظهرت أنواع متعددة من المصابيح نتيجة للتطور في الهياكل والتقنيات.
- يمكن تقسيم المصابيح إلى نوعين رئيسيين: مصابيح التفريغ الغازي ومصابيح الفتيلة، وذلك بناءً على تركيبها.
مصابيح التنجستين
- تعد مصابيح التنجستين من ضمن أنواع مصابيح الفتيلة وتعرف أيضًا باسم المصابيح الحرارية نظرًا لقدرتها على تحمل درجات حرارة مرتفعة.
- تتميز هذه المصابيح بزيادة معدل تبخر السلك المعدني بمقدار الضعف.
- يتكون مصباح التنجستين من فتيلة كهربائية تحتوي على غاز يعرف باسم الغاز الخامل.
- الغاز الخامل يلعب دورًا في تقليل التبخر الذي قد تتعرض له الفتيلة، بالإضافة إلى حمايتها من الأكسدة.
- على الرغم من أن الكفاءة الضوئية لهذه المصابيح منخفضة، حيث تصل إلى حوالي 10 لومن/وات، إلا أنها تُستخدم على نطاق واسع، بما في ذلك إشارات المرور والمركبات.
- تمتاز مصابيح التنجستين بخصائص الأمان، مما يجعلها سهلة النقل دون التعرض لأي ضرر.
- يمكن لهذه المصابيح تحمل الفقد في الجهد ولا تؤثر عليها عمليات التشغيل والإيقاف المتكررة، وتُعرف بأنها مصابيح دافئة.
مصابيح التنجستين الهالوجينية
- تمثل مصابيح التنجستين الهالوجينية فئة ثانية من المصابيح الفتيلية، مع قدرة مشابهة على تحمل درجات الحرارة العالية.
- يُعتبر هذا النوع بمثابة تطور لمصباح التنجستين التقليدي، حيث تمت إضافة أحد مواد الهالوجين مثل الفلور أو اليود لتعزيز الأداء.
- تُحسن هذه المصابيح من الكفاءة الضوئية، إذ تصل إلى 21 لومن/وات، مما يُخفي الظاهرة المعروفة بالسواد الداخلي.
- هذا النوع من المصابيح يوفر دورة استرجاعية للفتيلة والمواد الهالوجينية، مما يؤثر بشكل إيجابي على عمرها الافتراضي، الذي يصل إلى 2000 ساعة.
- تُستخدم مصابيح التنجستين الهالوجينية بشكل شائع في المسارح والمحلات والمركبات، لما توفره من إضاءة عالية.
- تُعتبر هذه المصابيح خيارًا اقتصاديًا ومناسبًا للمنازل نظرًا لقوة إضاءتها وفعاليتها.
مصابيح بخار الزئبق
- مصابيح بخار الزئبق تُعد من أنواع مصابيح التفريغ الغازي، حيث تُستخدم لتوليد الضوء من غاز مضغوط.
- يشمل تصميم هذا النوع كلاً من زجاجة خارجية وآخرى داخلية تعرف بأنبوبة التفريغ.
- تتضمن المصابيح عددًا من الأقطاب الكهربائية، بالإضافة إلى غاز الأرجون والزئبق.
- تُعرف هذه المصابيح أيضًا باسم مصابيح الزئبق الفلورية، نظرًا لاحتوائها على قدرة الفسفور.
- تتطلب هذه المصابيح وجود مادة فلورية، نظرًا لوجود إشعاعات لا يُمكن رؤيتها تقع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.
- تُستخدم بشكل رئيسي لإنارة الشوارع، وتتميز بكفاءة ضوئية تصل إلى 60 لومن/وات.
- يرجى ملاحظة أن هذه المصابيح يجب أن تكون مثبتة في أماكن فوق مستوى النظر.
- تتطلب المصابيح وقتًا للتشغيل قد يصل إلى سبع دقائق، وينبغي توخي الحذر عند نقلها.
مصابيح الفلورسنت
- تُعتبر مصابيح الفلورسنت من الأنواع المهمة، والتي تُصنف تحت مصابيح التفريغ الغازي.
- تُسمى أيضاً مصابيح الزئبق ولكن تحت ضغط منخفض.
- يتكون هذا النوع من إلكترودين، أحدهما كاثود والآخر أنود، والذي تُستخدم مهمته لتوليد الإلكترونات عند تسخينهما.
- يجب أن يوضع الإلكترود داخل أنبوبة تحتوي على بخار الأرجون والزئبق.
- تحتوي هذه المصابيح أيضًا على مادة فسفورية تمتص الأشعة غير المرئية.
- تتميز هذه المصابيح بكفاءة ضوئية عالية، تصل إلى 80 لومن/وات، مما يجعلها فعالة جدًا.
- تعمل هذه المصابيح في غضون خمس ثوانٍ، وتتوفر بمجموعة متنوعة من الألوان بما في ذلك الدافئ والأبيض والمتوهج.
- يجب ملاحظة أن مصابيح الفلورسنت تتأثر بدرجة الحرارة، كما أن معامل قدرتها منخفض.
- أحد أهم عيوبها هو عدم قدرتها على العمل إذا انخفض الجهد اللازم لتشغيل المصباح عن 75%.
المصباح الكهربائي الهاليد المعدني
- يتكون مصباح الهاليد المعدني من عنصرين: اليود، وهو عنصر هالوجيني، والثاليوم أو الصوديوم.
- يوفر هذا المصباح كفاءة ضوئية تصل إلى 100 لومن/وات، مما يجعله خيارًا مثاليًا للعديد من التطبيقات.
- يتميز بأمان نقل الضوء، حيث يمكن أن يتراوح نسبة الضوء بين 60 و90.
- ومن العيوب، يحتاج هذا المصباح إلى ست دقائق للتشغيل مما قد يكون فترة طويلة في بعض الحالات.
مصابيح الصوديوم قليلة الجهد
- تشبه مصابيح الصوديوم القليلة الجهد مصابيح الفلورسنت، حيث تُعتبر أيضًا من أنواع التفريغ الغازي.
- تختلف عن مصابيح الفلورسنت كونها لا تحتاج إلى مادة الفسفور.
- تعمل من خلال إنتاج الضوء عبر التفريغ الغازي في وسط يحتوي على غاز الأرجون وغاز الصوديوم.
- يوفر هذا النوع من المصابيح ضوءًا أصفر موحد، ويُظهر توافقًا أكبر مع درجات حرارة التشغيل.
- تحافظ مصابيح الصوديوم على درجات الحرارة عبر عزل الأنبوبة بشكل خاص.
- تُعتبر من المصابيح ذات الكفاءة الضوئية العالية، حيث تصل إلى 183 لومن/وات.
- يجب ملاحظة أنها تحتاج إلى وقت تشغيل قد يصل إلى عشر دقائق.
- تستعمل عادةً في الإضاءة الخارجية، نظرًا لنقص قدرته على تمييز الألوان.
مصابيح الصوديوم عالية الجهد
- تفريغ البخار الناتج عن مادة الصوديوم هو الطريقة الأساسية لعمل هذا المصباح، حيث يتم ذلك عند جهد أو ضغط مرتفع.
- ترتبط مصابيح الصوديوم عالية الجهد بمصابيح الزئبق عالية الجهد، مع الاختلاف في المادة المستخدمة.
- تتميز بموجات إشعاع أطول مما يُتيح إمكانية توسيع الألوان.
- يتم حماية الأنبوبة من الحرارة من خلال وضعها في غلاف زجاجي محمي.
- تصل الكفاءة الضوئية لهذا المصباح إلى 125 لومن/وات، وهي واحدة من أعلى الكفاءات الضوئية.
- قد يتطلب تشغيل هذا المصباح وقتًا يصل إلى ست دقائق، ويتناسب بشكل جيد مع الإضاءة الخارجية.
