هناك الكثير من الحديث والخلافات التي لا أساس لها من الصحة حول هذه القضية. من اخترع المصباح المتوهج؟ يدعي البعض أن هذا هو Lodygin ، والبعض الآخر أن Edison. لكن كل شيء أكثر تعقيدًا ، فلنلقِ نظرة على التسلسل الزمني للأحداث التاريخية.

هناك طرق عديدة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء. وتشمل هذه المصابيح مبدأ تشغيل القوس وتفريغ الغاز وتلك التي يكون مصدر التوهج فيها هو خيوط تسخين. في الواقع ، يمكن أيضًا اعتبار المصباح المتوهج مصدرًا اصطناعيًا للإضاءة ، نظرًا لتأثير الموصل الساخن الذي يمر من خلاله التيار لتشغيله. غالبًا ما يعمل اللولب المعدني أو خيوط الكربون كعنصر متوهج. بالإضافة إلى الموصل ، يشتمل تصميم المصباح الكهربائي على مصباح ، وسلك تيار ، ومصهر وقاعدة. ومع ذلك ، نحن نعلم بالفعل كل هذا. ولكن منذ وقت ليس ببعيد ، كان هناك وقت كان فيه العديد من العلماء يتطورون في وقت واحد في مجال مصادر الضوء الاصطناعي وحاربوا من أجل لقب مخترع المصباح الكهربائي.

الجدول الزمني للاختراع

عند قراءة المقالة بأكملها أدناه ، من المريح جدًا إلقاء نظرة على هذا الجدول:

إذا كنت تريد أن تفهم حقًا ، فنحن نوصي بشدة بقراءة المقالة بأكملها.

التحولات الأولى للطاقة إلى ضوء

في القرن الثامن عشر ، حدث اكتشاف مهم يمثل بداية سلسلة ضخمة من الاختراعات. تم الكشف عن تيار كهربائي. في مطلع القرن التالي ، ابتكر العالم الإيطالي لويجي جالفاني طريقة لتوليد تيار كهربائي من المواد الكيميائية - عمود فولطائي أو خلية جلفانية. في عام 1802 ، اكتشف الفيزيائي فاسيلي بتروف القوس الكهربائي واقترح استخدامه كأداة إضاءة. بعد 4 سنوات ، رأى المجتمع الملكي المصباح الكهربائي همفري ديفي ، أضاء الغرفة بسبب الشرر بين قضبان الفحم. كانت مصابيح القوس الأولى شديدة السطوع وباهظة الثمن ، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام اليومي.

المصباح المتوهج: النماذج الأولية

بدأ أول تطوير لمصابيح الإضاءة ذات العناصر المتوهجة في منتصف القرن التاسع عشر. نعم في 1838 قدم المخترع البلجيكي Jobar مشروعًا لمصباح متوهج بنواة كربونية. على الرغم من أن وقت تشغيل هذا الجهاز لم يتجاوز نصف ساعة ، إلا أنه دليل على التقدم التكنولوجي في هذا المجال. في 1840 في العام العاشر ، أنتج عالم الفلك الإنجليزي وارين دي لا رو ، مصباحًا كهربائيًا به دوامة بلاتينية ، وهو المصباح الأول في تاريخ الهندسة الكهربائية مع عنصر متوهج على شكل حلزوني. قام المخترع بتمرير تيار كهربائي عبر أنبوب مفرغ به ملف من سلك بلاتينيوم. نتيجة للتسخين ، أطلق البلاتين توهجًا ساطعًا ، كما أن الغياب شبه الكامل للهواء جعل من الممكن استخدام الجهاز في أي ظروف درجة حرارة. نظرًا لارتفاع تكلفة البلاتين للأغراض التجارية ، كان من غير المنطقي استخدام مثل هذا المصباح ، حتى مع مراعاة كفاءته. ومع ذلك ، في المستقبل ، كانت عينة من هذا المصباح هي التي بدأت تعتبر سلف المصابيح المتوهجة الأخرى. وارن دي لا رو بعد عقود (في 1860 -x) بدراسة ظاهرة توهج تفريغ الغاز تحت تأثير التيار.

في 1841 فريدريك دي مولين ، وهو رجل إنكليزي ، حاصل على براءة اختراع مصابيح ، وهي عبارة عن قوارير بها خيوط بلاتينية مملوءة بالكربون. ومع ذلك ، فإن الاختبارات التي أجراها عام 1844 فيما يتعلق بالموصلات لم تتوج بالنجاح. كان هذا بسبب الذوبان السريع للخيط البلاتيني. في عام 1845 ، قام عالم آخر ، هو King ، باستبدال العناصر المتوهجة البلاتينية بعصي الكربون وحصل على براءة اختراع لاختراعه. في نفس السنوات في الخارج ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، حصل جون ستار على براءة اختراع لمصباح كهربائي به كرة مفرغة وموقد كربون.

في 1854 اخترع صانع الساعات الألماني Heinrich Goebel جهازًا يعتبر نموذجًا أوليًا لمصابيح الإضاءة الحديثة. عرضه في معرض كهربائي في الولايات المتحدة. لقد كان مصباحًا متوهجًا بالفراغ ، وكان مناسبًا حقًا للاستخدام في مجموعة متنوعة من الظروف. اقترح هاينريش استخدام خيط من الخيزران تم تفحمه كمصدر للضوء. بدلاً من القارورة ، أخذ العالم زجاجات بسيطة من ماء التواليت. تم إنشاء الفراغ الموجود فيها عن طريق إضافة وصب الزئبق من القارورة. كان عيب الاختراع هو الهشاشة المفرطة ووقت التشغيل لبضع ساعات فقط. خلال سنوات الحياة البحثية النشطة ، لم يستطع Goebel تحقيق الاعتراف الواجب في المجتمع ، ولكن في سن 75 ، أطلق عليه اسم مخترع أول مصباح متوهج عملي يعتمد على خيوط الكربون. بالمناسبة ، كان Goebel هو أول من استخدم تركيبات الإضاءة لأغراض الدعاية: تجول في نيويورك على عربة مزينة بمصابيح كهربائية. تم تركيب منظار على كرسي متحرك جذب الانتباه من بعيد ، ومن خلاله سمح العالم ، مقابل رسوم ، بالنظر إلى السماء المرصعة بالنجوم.

النتائج الأولى

تم تحقيق النتائج الأكثر فاعلية في مجال الحصول على المصباح الكهربائي بواسطة الكيميائي والفيزيائي الشهير من إنجلترا - جوزيف سوان (سوان). في 1860 في العام حصل على براءة اختراع لاختراعه ، على الرغم من أن المصباح لم يعمل لفترة طويلة. كان هذا بسبب استخدام ورق الكربون - سرعان ما تحول إلى فتات بعد الاحتراق.

في منتصف السبعينيات. في القرن التاسع عشر ، وبالتوازي مع سوان ، حصل عالم روسي أيضًا على براءات اختراع عدة. اخترع العالم والمهندس المتميز ألكسندر لودين في 1874 مصباح خيطي يستخدم قضيب كربون للتدفئة. بدأ التجارب على دراسة أجهزة الإضاءة في عام 1872 ، بينما كان في سان بطرسبرج. نتيجة لذلك ، بفضل المصرفي كوزلوف ، تم تأسيس جمعية لتشغيل المصابيح الكهربائية بالفحم. لاختراعه ، حصل العالم على جائزة في أكاديمية العلوم. بدأ استخدام هذه المصابيح على الفور لإضاءة الشوارع ومبنى الأميرالية.

الكسندر نيكولايفيتش لودين

كان Lodygin أيضًا أول من توصل إلى فكرة استخدام خيوط التنجستن أو الموليبدينوم الملتوية في دوامة. ل 1890 -ش سنة. كان لدى Lodygin عدة أنواع من المصابيح ذات الشعيرات المتوهجة المصنوعة من معادن مختلفة. واقترح ضخ الهواء من المصباح الكهربائي حتى تكون عملية الأكسدة أبطأ ، مما يعني أن عمر المصباح سيكون أطول. تم إنتاج أول مصباح تجاري مع خيوط التنغستن الحلزونية في أمريكا وفقًا لبراءة اختراع Lodygin. حتى أنه اخترع مصابيح كهربائية غازية مملوءة بخيوط الكربون والنيتروجين.

فكرة Lodygin 1875 تم تحسين العام من قبل مخترع ميكانيكي روسي آخر فاسيلي ديدريخسون. لقد صنع الفحم عن طريق تفحم الاسطوانات الخشبية في بوتقات الجرافيت. كان هو أول من تمكن من ضخ الهواء وتركيب أكثر من خيط واحد في المصباح الكهربائي بحيث يحدث الاستبدال عندما يحترق. تم إنتاج هذا المصباح تحت إشراف كون ، وبدأ متجر كبير للكتان وقيسونات تحت الماء في إلقاء الضوء عليه أثناء بناء جسر في سانت بطرسبرغ. في عام 1876 ، تم تحسين المصباح بواسطة نيكولاي بافلوفيتش بوليجين. توهج العالم طرف واحد فقط من الفحم ، والذي كان يتقدم باستمرار في عملية الاحتراق. ومع ذلك ، كان الجهاز معقدًا ومكلفًا.

في 1875-76 ز. اكتشف المهندس الكهربائي بافيل يابلوشكوف ، الذي صنع شمعة كهربائية ، أن الكاولين (نوع من الطين الأبيض) يوصل الكهرباء جيدًا تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة. اخترع لمبة كاولين ذات خيوط متوهجة مصنوعة من المادة المناسبة. السمة المميزة لهذا المصباح هي حقيقة أنه لتشغيله لم يكن من الضروري وضع خيوط كاولين في قارورة مفرغة - فقد ظل يعمل عند ملامسته للهواء. سبق إنشاء المصباح الكهربائي عمل طويل لعالم في المصابيح القوسية في باريس. بمجرد زيارة Yablochkov لمقهى محلي ومشاهدة ترتيب أدوات المائدة من قبل النادل ، توصل إلى فكرة جديدة. قرر وضع أقطاب الكربون موازية لبعضها البعض ، وليس أفقيًا. صحيح ، كان هناك خطر ألا يحترق القوس فحسب ، بل أيضًا المشابك الموصلة. تم حل المعضلة بإضافة عازل يحترق تدريجياً بعد الأقطاب الكهربائية. أصبح هذا العازل من الطين الأبيض. من أجل أن تضيء المصباح الكهربائي ، تم وضع وصلة مرور مصنوعة من الفحم بين الأقطاب الكهربائية ، وتم تقليل الاحتراق غير المتكافئ للأقطاب الكهربائية نفسها باستخدام مولد التيار المتردد.

أظهر Yablochkov اختراعه في معرض تكنولوجي في لندن في 1876 عام. بعد عام ، أنشأ أحد الفرنسيين ، دنيروز ، شركة مساهمة لدراسة تقنيات الإضاءة في Yablochkov. لم يكن للعالم نفسه ثقة كبيرة في مستقبل المصباح المتوهج ، لكن شموع يابلوشكوف الكهربائية كانت تحظى بشعبية كبيرة. تم ضمان النجاح ليس فقط من خلال السعر المنخفض ، ولكن أيضًا بوقت حرق 1.5 ساعة. بفضل هذا الاختراع ، ظهرت الفوانيس مع استبدال الشموع ، وبدأت الشوارع مضاءة بشكل أفضل. صحيح أن عيب هذه الشموع هو وجود تيار متغير من الضوء فقط. بعد ذلك بقليل ، طور الفيزيائي الألماني والتر نيرنست مصباحًا كهربائيًا من نفس المبدأ ، لكنه صنع الفتيل المتوهج من المغنيسيا. لم يضاء المصباح إلا بعد تسخين الفتيل ، حيث تم استخدام أعواد الثقاب أولاً ، ثم السخانات الكهربائية.

الكفاح من أجل براءات الاختراع

بحلول نهاية سبعينيات القرن التاسع عشر. بدأ المهندس والمخترع المتميز توماس إديسون ، الذي عاش في الولايات المتحدة الأمريكية ، أنشطته البحثية. في عملية إنشاء المصباح ، جرب معادن مختلفة للخيوط. في البداية ، اعتقد العالم أن حل مشكلة المصابيح الكهربائية يمكن أن يكون بسبب إغلاقها التلقائي في درجات حرارة عالية. لكن هذه الفكرة لم تنجح ، لأن إيقاف تشغيل المصباح البارد باستمرار أدى فقط إلى وميض إشعاع غير ثابت. هناك نسخة في أواخر السبعينيات. جلب الملازم من الأسطول الروسي Khotinsky العديد من المصابيح المتوهجة Lodygin وعرضها على إديسون ، مما أثر على تطوراته الأخرى.

لم يسهب جوزيف سوان في الحديث عن إنجازاته في إنجلترا ، وكان معروفًا في ذلك الوقت في الأوساط العلمية ، وحصل على براءة اختراع لمصباح من ألياف الكربون في عام 1878. تم وضعه في جو خالٍ من الأكسجين ، لذلك خرج الضوء ساطعًا جدًا. بعد مرور عام ، ظهرت الإضاءة الكهربائية في معظم المنازل في إنجلترا.

توماس الفا اديسون

في هذه الأثناء ، استأجر توماس إديسون فرانسيس أبتون للعمل في مختبره. بدأ اختبار المواد معه بشكل أكثر دقة ، وتركز الانتباه على أوجه القصور في براءات الاختراع السابقة. في عام 1879 ، حصل إديسون على براءة اختراع لمصباح كهربائي ذو قاعدة بلاتينية ، وبعد عام ابتكر العالم مصباحًا من ألياف الكربون ويعمل دون انقطاع لمدة 40 ساعة. أثناء عمله ، أجرى الأمريكي 1.5 ألف اختبار وتمكن أيضًا من إنشاء مفتاح دوار من النوع المنزلي. من حيث المبدأ ، لم يقم توماس إديسون بإجراء أي تغييرات جديدة على مصباح Lodygin الكهربائي. كان الأمر مجرد أن نسبة كبيرة من الهواء تم ضخها من كرة زجاجية بخيط كربوني. والأهم من ذلك ، أن عالمًا أمريكيًا طور نظامًا فائقًا للمصباح الكهربائي ، واخترع قاعدة لولبية ، وخرطوشة وصمامات ، ومن ثم نظم الإنتاج الضخم.

كانت مصادر الضوء الجديدة قادرة على إزاحة الغاز ، وكان الاختراع نفسه يسمى مصباح Edison-Swan لبعض الوقت. في عام 1880 ، أنشأ توماس أدق قيمة فراغ ، والتي أوجدت أكثر مساحة خالية من الهواء. تم إخلاء الهواء من المصباح باستخدام مضخة الزئبق.

بحلول نهاية عام 1880 ، يمكن أن تحترق ألياف الخيزران في المصابيح الكهربائية لمدة 600 ساعة تقريبًا. تم التعرف على هذه المادة من اليابان كأفضل مكون كربون عضوي. نظرًا لأن خيوط الخيزران كانت باهظة الثمن ، اقترح إديسون صنعها من ألياف القطن المُعالجة بطرق خاصة. تأسست أولى الشركات التي قامت ببناء أنظمة كهربائية كبيرة في نيويورك عام 1882. خلال هذه الفترة ، رفع إديسون دعوى قضائية ضد سوان بسبب انتهاك حقوق النشر. ولكن في النهاية ، أنشأ العلماء شركة مشتركة تسمى Edison-Swan United ، والتي سرعان ما نمت لتصبح الشركة الرائدة عالميًا في إنتاج المصابيح الكهربائية.

خلال حياته ، تمكن توماس إديسون من الحصول على 1093 براءة اختراع. من بين اختراعاته الشهيرة: الفونوغراف ، منظار الحركة ، وجهاز الإرسال الهاتفي. بمجرد أن سئل عما إذا كان من العار أن يكون مخطئًا 2000 مرة قبل إنشاء مصباح كهربائي. أجاب العالم: "لم أكن مخطئًا ، لكنني اكتشفت 1999 طريقة لكيفية عدم صنع مصباح كهربائي".

خيوط معدنية

في نهاية تسعينيات القرن التاسع عشر المصابيح الجديدة قادمة. لذلك ، اقترح والتر نرنست صنع خيوط متوهجة من سبيكة خاصة ، والتي تشمل أكاسيد المغنيسيوم والإيتريوم والثوريوم والزركونيوم. في مصباح Auer (Karl Auer von Welsbach ، جمهورية النمسا) ، كان خيوط الأوزميوم بمثابة باعث للضوء ، وفي مصباح Bolton and Feuerlein ، خيوط التنتالوم. حصل ألكسندر لودين في عام 1890 على براءة اختراع لمصباح متوهج ، حيث تم استخدام خيوط تنجستن سريعة التسخين (تم استخدام العديد من المعادن المقاومة للحرارة ، ولكن التنغستن كان ، وفقًا لنتائج البحث ، هو الأفضل أداءً). يشار إلى أنه بعد 16 عامًا ، باع جميع حقوق اختراعه الثوري إلى العملاق الصناعي جنرال إلكتريك ، وهي شركة أسسها العظيم توماس إديسون.

ومع ذلك ، في تاريخ الهندسة الكهربائية ، عُرفت براءتا اختراع لمصباح التنغستن - في عام 1904 ، سجل دويتو من العلماء ساندور يوست وفرانجو هانامان اختراعًا مشابهًا لاختراع لوديجين. بعد عام ، بدأت النمسا والمجر في الإنتاج الضخم لهذه المصابيح. في وقت لاحق ، بدأت شركة جنرال إلكتريك في إنتاج مصابيح كهربائية بغازات خاملة. تمكن عالم من هذه المنظمة ، إيرفينغ لانجموير ، في عام 1909 من تحديث اختراع لودين بإضافة الأرجون إليه من أجل إطالة العمر وزيادة ناتج الضوء.

في عام 1910 ، قام William Coolidge بتحسين الإنتاج الصناعي لخيوط التنجستن ، وبعد ذلك بدأ إنتاج المصابيح ليس فقط بعنصر متوهج في شكل حلزوني ، ولكن أيضًا في شكل دوامة متعرجة ومزدوجة وثلاثية.

مزيد من الاختراعات

• منذ إنشاء أول أجهزة كهربائية للإضاءة ، تمت دراسة خصائص مصابيح تفريغ الغاز باستمرار ، ولكن حتى بداية القرن العشرين ، أظهر العلماء القليل من الاهتمام بها. مثال على ذلك هو حقيقة أن النماذج الأولية البدائية لمصابيح الزئبق تم بناؤها في بريطانيا في وقت مبكر من ستينيات القرن التاسع عشر ، ولكن لم يخترع بيتر هيويت مصباح الزئبق منخفض الضغط حتى عام 1901. بعد خمس سنوات ، دخلت نظائر الضغط العالي في الإنتاج. وفي عام 1911 ، أظهر جورج كلودي ، وهو مهندس كيميائي من فرنسا ، للعالم مصباحًا ضوئيًا نيونًا ، والذي أصبح على الفور مركز اهتمام جميع المعلنين.
• في 1920-40. تم اختراع مصابيح الصوديوم والفلورية والزينون. بدأ البعض منهم في الإنتاج بكميات كبيرة حتى للاستخدام المنزلي. حتى الآن ، هناك حوالي 2000 نوع من مصادر الضوء معروفة.
• في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، أصبحت عبارة "مصباح إيليتش" الاسم العامي للمصباح المتوهج. كان هذا المصطلح هو الذي أصبح موطنًا للفلاحين والمزارعين الجماعيين خلال عصر الكهرباء العالمية. في عام 1920 ، زار فلاديمير لينين إحدى القرى لإطلاق محطة للطاقة ، ثم ظهر تعبير شعبي. ومع ذلك ، تم استخدام هذا التعبير في البداية للإشارة إلى خطة لكهربة الزراعة والبلدات والقرى. كان مصباح إيليتش عبارة عن خرطوشة ، معلقة بحرية بسلك من السقف ومتدلية بدون سقف. تضمن تصميم الخرطوشة أيضًا مفتاحًا ، وتم وضع الأسلاك بطريقة مفتوحة على طول الجدران.
• تم تطوير مصابيح LED في الستينيات. للأغراض الصناعية. كان لديهم القليل من القوة ولا يمكن أن يضيء المنطقة بشكل صحيح. ومع ذلك ، يعتبر هذا الاتجاه اليوم هو الأكثر واعدة.
• في عام 1983 ، ظهرت مصابيح الفلورسنت المدمجة. كان اختراعهم مهمًا بشكل خاص في سياق الحاجة إلى توفير الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك ، فهي لا تتطلب معدات بدء تشغيل إضافية ومآخذ قياسية مناسبة للمصابيح المتوهجة.
• منذ وقت ليس ببعيد ، ابتكرت شركتان من أمريكا في وقت واحد مصابيح فلورية للمستهلكين مع القدرة على تنقية الهواء وإزالة الروائح الكريهة. سطحها مغطى بثاني أكسيد التيتانيوم ، والذي ، عند تعريضه للإشعاع ، يبدأ تفاعلًا ضوئيًا.

فيديو كيف تصنع المصابيح المتوهجة في المصانع القديمة.

توسعت التقنيات الحديثة في الإضاءة بشكل كبير ، ولكنها في الوقت نفسه تعقد اختيار المصابيح الكهربائية للاستخدام المنزلي. إذا كان في وقت سابق 90 ٪ من الشقق ، باستثناء المصابيح المتوهجة العادية من 40 إلى 100 واط ، لم يتم العثور على القليل ، ولكن اليوم هناك العديد من أنواع وأنواع مصابيح الإضاءة.

شراء النوع المناسب من المصباح للمصباح في المتجر ليس بالمهمة السهلة.
ماذا تريد من إضاءة عالية الجودة بالدرجة الأولى:

• راحة العين

• توفير الطاقة

• استخدام غير ضار

نوع القاعدة

قبل شراء المصباح الكهربائي ، من المهم أولاً تحديد نوع القاعدة التي تحتاجها. تستخدم معظم تركيبات الإضاءة المنزلية نوعين من قاعدة اللولب:

يختلف حسب القطر. الأرقام في التسمية وتشير إلى حجمها بالمليمترات. أي ، E-14 = 14 مم ، E-27 = 27 مم. هناك أيضًا محولات للمصابيح من مصباح إلى آخر.

إذا كانت مصابيح السقف الخاصة بالثريا صغيرة ، أو كان للمصباح بعض التفاصيل ، فيتم استخدام قاعدة الدبوس.

يُشار إليه بالحرف G ورقم يشير إلى المسافة بالمليمترات بين الدبابيس.
الأكثر شيوعًا هي:

• G5.3 - والتي يتم إدخالها ببساطة في مقبس المصباح
• GU10 - تم إدخاله أولاً ثم تشغيل ربع دورة

تستخدم الأضواء الكاشفة قاعدة R7S. يمكن أن يكون لكل من مصابيح الهالوجين و LED.

يتم تحديد قوة المصباح بناءً على قيود جهاز الإضاءة الذي سيتم تثبيته فيه. يمكن الاطلاع على معلومات حول نوع القاعدة وحد الطاقة للمصباح المستخدم:

• على علبة المصباح المشتراة
• على سقف المثبت بالفعل
• أو على المصباح نفسه

شكل قارورة

الشيء التالي الذي يجب الانتباه إليه هو شكل وحجم القارورة.

قد تحتوي القارورة ذات القاعدة الملولبة على:

يتم تحديد شكل الكمثرى بواسطة التسمية - A55 ، A60 ؛ الكرة - الحرف G. الأرقام تتوافق مع القطر.
يتم تمييز الشموع بالحرف اللاتيني - C.

دورق بقاعدة دبوس له الشكل:

• كبسولة صغيرة
• أو عاكس مسطح

معايير الإضاءة

سطوع الإضاءة مفهوم فردي. ومع ذلك ، من المقبول عمومًا أنه لكل 10 م 2 مع ارتفاع سقف 2.7 م ، يلزم وجود حد أدنى من الإضاءة يعادل 100 وات.

تقاس الإضاءة بوحدة اللوكس. ما هذه الوحدة؟ بكلمات بسيطة ، عندما تضيء 1 لومن مساحة 1 م 2 من مساحة الغرفة ، فهذا يعني 1 لوكس.

بالنسبة للغرف المختلفة ، القواعد مختلفة.

تعتمد الإضاءة على العديد من المعلمات:

• المسافة من مصدر الضوء
• ألوان الجدران المحيطة
• انعكاسات تدفق الضوء من الأجسام الغريبة

من السهل جدًا قياس الإضاءة باستخدام الهواتف الذكية المألوفة. يكفي تنزيل برنامج خاص وتثبيته. على سبيل المثال - Luxmeter (link)

صحيح أن هذه البرامج وكاميرات الهاتف عادةً ما تكذب مقارنةً بمقاييس اللوكس الاحترافية. لكن بالنسبة للاحتياجات المحلية ، هذا أكثر من كافٍ.

المصابيح المتوهجة والهالوجين

الحل الكلاسيكي والأكثر تكلفة لإضاءة الشقة هو المصباح المتوهج المألوف أو نسخة الهالوجين الخاصة به. اعتمادًا على نوع القاعدة ، هذا هو الشراء الأكثر تكلفة. لمبات الهالوجين المتوهجة تعطي إضاءة دافئة مريحة دون وميض ولا تنبعث منها أي مواد ضارة.

ومع ذلك ، لا ينصح بمصابيح الهالوجين بلمس اللمبة بيديك. لذلك ، يجب تعبئتها في كيس منفصل.

عندما يحترق مصباح هالوجين ، يسخن إلى درجة حرارة عالية جدًا. وإذا لمست بصيلاتها بأيدي دهنية ، فسوف يتشكل الجهد المتبقي عليها. نتيجة لذلك ، سوف يحترق اللولب الموجود فيه بشكل أسرع ، وبالتالي تقليل عمر الخدمة.

بالإضافة إلى ذلك ، فهم حساسون جدًا لارتفاع التيار الكهربائي وغالبًا ما ينفجرون بسبب ذلك. لذلك ، يتم تجميعها مع أجهزة بدء التشغيل الناعمة أو توصيلها عبر مخفتات الإضاءة.

يتم إنتاج مصابيح الهالوجين في الغالب للعمل من شبكة أحادية الطور بجهد 220-230 فولت. ولكن هناك أيضًا جهدًا منخفضًا يبلغ 12 فولتًا يتطلب التوصيل من خلال محول لنوع المصباح المقابل.

يضيء مصباح الهالوجين أكثر سطوعًا من المعتاد ، بحوالي 30٪ ، ويستهلك نفس الطاقة. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أنه يحتوي على خليط من الغازات الخاملة.

بالإضافة إلى ذلك ، أثناء العملية ، تعود جزيئات عناصر التنغستن إلى الفتيل. في المصباح التقليدي ، يحدث التبخر التدريجي بمرور الوقت وتستقر هذه الجسيمات على المصباح. اللمبة تخفت وتعمل بنصف الهالوجين.

تجسيد اللون وتدفق مضيئة

ميزة المصابيح المتوهجة التقليدية هي مؤشر تجسيد اللون الجيد. ما هذا؟
بشكل تقريبي ، هذا مؤشر على مقدار الضوء القريب من الشمس الموجود في التدفق المتناثر.

على سبيل المثال ، عندما تضيء مصابيح الصوديوم والزئبق الشوارع ليلاً ، فليس من الواضح تمامًا لون سيارات الناس وملابسهم. نظرًا لأن هذه المصادر لها مؤشر تجسيد لوني ضعيف - في حدود 30 أو 40٪. إذا أخذنا مصباحًا متوهجًا ، فإن المؤشر هنا بالفعل أكثر من 90 ٪.

الآن لا يُسمح ببيع وإنتاج المصابيح المتوهجة بقوة تزيد عن 100 واط في متاجر البيع بالتجزئة. يتم ذلك لأسباب تتعلق بالحفاظ على الموارد الطبيعية وتوفير الطاقة.

لا يزال البعض يختار عن طريق الخطأ المصابيح بناءً على نقوش الطاقة الموجودة على العبوة. تذكر أن هذا الرقم لا يشير إلى مدى سطوعه ، ولكن يشير فقط إلى مقدار الكهرباء التي يستهلكها من الشبكة.

المؤشر الرئيسي هنا هو التدفق الضوئي ، والذي يقاس باللومن. عليه أن ينتبه عند الاختيار.

نظرًا لأن الكثيرين منا ركزوا سابقًا على القوة الشعبية التي تبلغ 40-60-100 واط ، فإن الشركات المصنعة للمصابيح الاقتصادية الحديثة تشير دائمًا على العبوة أو في الكتالوجات إلى أن قوتها تتوافق مع قوة المصباح المتوهج البسيط. يتم ذلك فقط من أجل الراحة التي تختارها.

الانارة - توفير الطاقة

تتمتع المصابيح الفلورية بمستوى جيد من توفير الطاقة. يوجد بداخلها أنبوب يصنع منه قارورة مغطاة بمسحوق الفوسفور. يوفر هذا توهجًا أكثر سطوعًا 5 مرات من المصابيح المتوهجة بنفس القوة.

الإنارة ليست صديقة للبيئة بسبب ترسب الزئبق والفوسفور في الداخل. لذلك ، فهي تتطلب التخلص بعناية من خلال بعض المنظمات والحاويات لاستلام المصابيح الكهربائية والبطاريات المستعملة.

لديهم أيضا تأثير الخفقان. من السهل التحقق من ذلك ، ما عليك سوى إلقاء نظرة على توهجها على الشاشة من خلال كاميرا الهاتف الذكي. لهذا السبب ، لا يُنصح بوضع مثل هذه المصابيح في المناطق السكنية التي تتواجد فيها باستمرار.

قاد

تستخدم مصابيح LED والتركيبات ذات الأشكال والتصميمات المختلفة على نطاق واسع في مختلف مجالات الحياة.

مزاياها:

• مقاومة الحمل الزائد الحراري
• تأثير ضئيل على انخفاض الجهد
• سهولة التجميع والاستخدام
• موثوقية عالية تحت الضغط الميكانيكي. الحد الأدنى من خطر تعرضه للكسر عند سقوطه.

تسخن مصابيح LED قليلاً جدًا أثناء التشغيل ، وبالتالي فهي تتمتع بجسم خفيف من البلاستيك. بفضل هذا ، يمكن استخدامها حيث لا يمكن تثبيت الآخرين. على سبيل المثال ، في السقوف المتوترة.

يعد توفير الطاقة لمصابيح LED أكثر أهمية من تلك المستخدمة في الإنارة والموفرة للطاقة. تستهلك حوالي 8-10 مرات أقل من المصابيح المتوهجة.

إذا أخذنا متوسط ​​معلمات الطاقة وتدفق الضوء تقريبًا ، فيمكننا الحصول على البيانات التالية:

هذه النتائج تقريبية وستختلف دائمًا في الواقع ، نظرًا لأن الكثير يعتمد على مستوى الجهد والعلامة التجارية للشركة المصنعة والعديد من المعلمات الأخرى.

على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة ، في محطة إطفاء واحدة ، لا يزال المصباح المتوهج العادي يحترق ، والذي يزيد عمره عن 100 عام. حتى أنه تم إنشاء موقع خاص ، حيث يمكنك مشاهدتها من خلال كاميرا الويب عبر الإنترنت.

الجميع ينتظرها حتى تحترق لتسجيل هذه اللحظة التاريخية. يمكنك ان ترى.

تدفق الضوء

من أجل عدم البحث عن أرقام غير مفهومة والتمييز بسرعة بين قيمة التدفق الضوئي ، غالبًا ما يضع المصنعون تسميات الألوان المرئية على العبوة:

هذه هي بالضبط ميزتها ومزاياها ، والتي تستخدم على نطاق واسع في التركيبات المفتوحة.

على سبيل المثال ، إذا كنا نتحدث عن ثريات كريستالية ، فعند استخدام مصباح LED عادي فيها ، نظرًا لسطحها غير اللامع ، فإن الكريستال لن "يلعب" ولن يتلألأ. يضيء ويعكس الضوء فقط بشعاع موجه.

في هذه الحالة ، لا تبدو الثريا غنية جدًا. يكشف استخدام الخيوط فيها عن كل مزايا وجمال هذا المصباح.

هذه هي جميع الأنواع الرئيسية لمصابيح الإضاءة المستخدمة على نطاق واسع في شقة ومبنى سكني. اختر الخيار الذي تحتاجه وفقًا للخصائص والتوصيات المذكورة أعلاه ، وقم بتجهيز منزلك بشكل صحيح ومريح.

أضف الموقع إلى الإشارات المرجعية

متى ظهر أول مصباح متوهج؟

في عام 1809 ، صنع الإنجليزي ديلارو أول مصباح متوهج (بلولب بلاتيني). في عام 1838 ، اخترع جوبر البلجيكي المصباح الفحمي المتوهج. في عام 1854 ، طور الألماني هاينريش جوبل أول مصباح "حديث" من خيوط الخيزران المتفحمة في وعاء تم إخلاؤه. في السنوات الخمس التالية ، طور ما يسميه الكثيرون أول مصباح عملي. في عام 1860 ، أظهر الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان النتائج الأولى وحصل على براءة اختراع ، لكن الصعوبات في الحصول على فراغ أدت إلى حقيقة أن مصباح سوان لم يعمل لفترة طويلة وغير فعالة.

في 11 يوليو 1874 ، حصل المهندس الروسي ألكسندر نيكولايفيتش لودين على براءة اختراع رقم 1619 للمصباح الخيطي. كخيط ، استخدم قضيب الكربون الموضوعة في وعاء مفرغ.

في عام 1875 ، قام V.F. Didrikhson بتحسين مصباح Lodygin عن طريق ضخ الهواء منه واستخدام عدة شعيرات في المصباح (إذا احترق أحدهم ، يتم تشغيل المصباح التالي تلقائيًا).

حصل المخترع الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان على براءة اختراع بريطانية في عام 1878 لمصباح من ألياف الكربون. في مصابيحه ، كانت الألياف موجودة في جو من الأكسجين المخلخل ، مما جعل من الممكن الحصول على ضوء ساطع للغاية.

في النصف الثاني من سبعينيات القرن التاسع عشر ، أجرى المخترع الأمريكي توماس إديسون أعمالًا بحثية جرب فيها معادن مختلفة كخيط. في عام 1879 حصل على براءة اختراع لمصباح من خيوط البلاتين. في عام 1880 ، عاد إلى ألياف الكربون وصنع مصباحًا بعمر 40 ساعة. في الوقت نفسه ، اخترع إديسون المفتاح الدوار المنزلي. على الرغم من هذا العمر القصير ، فإن مصابيحه تحل محل إضاءة الغاز المستخدمة حتى ذلك الحين.

في تسعينيات القرن التاسع عشر ، اخترع A.N. Lodygin عدة أنواع من المصابيح ذات خيوط مصنوعة من معادن مقاومة للصهر. اقترح Lodygin استخدام خيوط التنجستن في المصابيح (هذه هي تلك المستخدمة في جميع المصابيح الحديثة) والموليبدينوم ولف الخيوط على شكل حلزوني. قام بالمحاولات الأولى لضخ الهواء من المصابيح ، مما أدى إلى منع تأكسد الشعيرة وزيادة عمرها التشغيلي عدة مرات. تم إنتاج أول مصباح تجاري أمريكي به خيوط من التنجستن بموجب براءة اختراع Lodygin. كما صنع مصابيح مملوءة بالغاز (مع خيوط كربونية وملء بالنيتروجين).

منذ أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر ، ظهرت المصابيح بخيوط متوهجة مصنوعة من أكسيد المغنيسيوم والثوريوم والزركونيوم والإيتريوم (مصباح نرنست) أو خيوط من الأوزميوم المعدني (مصباح Auer) والتنتالوم (مصباح بولتون وفويرلين). في عام 1904 ، حصل المجريان الدكتور ساندور يوست وفرانجو هانامان على براءة اختراع رقم 34541 لاستخدام خيوط التنجستن في المصابيح. في المجر ، تم إنتاج أول مصابيح من هذا القبيل ، والتي دخلت السوق من خلال الشركة المجرية Tungsram في عام 1905. وفي عام 1906 ، باع Lodygin براءة اختراع لخيوط التنجستن لشركة جنرال إلكتريك.

في نفس عام 1906 ، في الولايات المتحدة ، قام ببناء وتشغيل مصنع للإنتاج الكهروكيميائي للتنغستن والكروم والتيتانيوم. نظرًا لارتفاع تكلفة التنجستن ، وجدت براءة الاختراع تطبيقًا محدودًا فقط.في عام 1910 ، اخترع ويليام ديفيد كوليدج طريقة محسنة لإنتاج خيوط التنجستن. بعد ذلك ، يزيح خيوط التنجستن جميع أنواع الخيوط الأخرى.

تم حل المشكلة المتبقية مع التبخر السريع للخيط في الفراغ بواسطة عالم أمريكي ، متخصص معروف في مجال تقنية الفراغ ، إيرفينغ لانجموير ، الذي عمل منذ عام 1909 في شركة جنرال إلكتريك ، أدخل في الإنتاج ملء لمبات المصابيح ذات الغازات النبيلة الثقيلة الخاملة ، بشكل أكثر دقة (على وجه الخصوص ، الأرجون) ، مما زاد بشكل كبير من وقت التشغيل وزيادة ناتج الضوء.

الكفاءة والمتانة

يتم تحويل كل الطاقة المزودة للمصباح تقريبًا إلى إشعاع. الخسائر الناجمة عن التوصيل الحراري والحمل الحراري صغيرة. لكن بالنسبة للعين البشرية ، يتوفر فقط نطاق صغير من الأطوال الموجية لهذا الإشعاع. يقع الجزء الرئيسي من الإشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء غير المرئي ويُنظر إليه على أنه حرارة.

تصل كفاءة المصابيح المتوهجة إلى قيمتها القصوى 15٪ عند درجة حرارة حوالي 3400 كلفن. عند درجات حرارة يمكن تحقيقها عمليًا تبلغ 2700 كلفن (مصباح نموذجي 60 وات) ، تبلغ الكفاءة 5٪.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد كفاءة المصباح المتوهج ، لكن متانته تقل بشكل كبير. عند درجة حرارة الفتيل 2700 كلفن ، يبلغ عمر المصباح حوالي 1000 ساعة ، وعند 3400 كلفن فقط لبضع ساعات ، مع زيادة الجهد بنسبة 20٪ ، يتضاعف السطوع. في نفس الوقت ، يتم تقليل العمر الافتراضي بنسبة 95٪.

تقليل جهد الإمداد بالرغم من أنه يقلل من الكفاءة إلا أنه يزيد من المتانة.لذلك ، فإن خفض الجهد بمقدار النصف (عند التوصيل على التوالي) يقلل الكفاءة بحوالي 4-5 مرات ، ولكنه يزيد من العمر الافتراضي بنحو ألف مرة. غالبًا ما يستخدم هذا التأثير عندما يكون من الضروري توفير إضاءة طوارئ موثوقة بدون متطلبات خاصة للسطوع ، على سبيل المثال في السلالم. في كثير من الأحيان ، لهذا ، عندما يتم تشغيله بالتيار المتردد ، يتم توصيل المصباح في سلسلة مع الصمام الثنائي ، بسبب تدفق التيار إلى المصباح فقط خلال نصف الدورة.

نظرًا لأن تكلفة المصباح المتوهج المستهلك خلال عمر خدمة الكهرباء أعلى بعشر مرات من تكلفة المصباح نفسه ، فهناك جهد مثالي تكون فيه تكلفة التدفق الضوئي ضئيلة. الجهد الأمثل أعلى قليلاً من الجهد الاسمي ، لذا فإن طرق زيادة المتانة عن طريق خفض جهد الإمداد غير مربحة على الإطلاق من الناحية الاقتصادية.

يرجع العمر المحدود للمصباح المتوهج إلى مدى أقل إلى تبخر مادة الفتيل أثناء التشغيل وإلى حد أكبر إلى عدم التجانس الذي ينشأ في الفتيل. يؤدي التبخر غير المتكافئ لمادة الفتيل إلى ظهور مناطق رقيقة ذات مقاومة كهربائية متزايدة ، مما يؤدي إلى تسخين وتبخر أكبر للمادة في مثل هذه الأماكن. عندما يصبح أحد هذه القيود رقيقًا لدرجة أن مادة الفتيل عند تلك النقطة تذوب أو تتبخر تمامًا ، ينقطع التيار ويفشل المصباح.

يحدث التآكل الأكبر للفتيل عندما يتم تنشيط المصباح فجأة ، وبالتالي ، من الممكن زيادة عمر خدمته بشكل كبير باستخدام أنواع مختلفة من أجهزة بدء التشغيل اللينة.

تتميز خيوط التنغستن بمقاومة باردة أعلى مرتين فقط من تلك الموجودة في الألومنيوم. عندما يحترق المصباح ، غالبًا ما يحدث أن تحترق الأسلاك النحاسية التي تربط جهات الاتصال الأساسية بحوامل اللولب. لذلك ، يستهلك المصباح التقليدي بقدرة 60 وات أكثر من 700 وات في وقت التشغيل ، ويستهلك المصباح بقدرة 100 وات أكثر من كيلو وات. مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ، تزداد مقاومته ، وتنخفض القوة إلى القيمة الاسمية.

لتنعيم قدرة الذروة ، يمكن استخدام الثرمستورات ذات المقاومة السقوط بشدة أثناء تسخينها ، والصابورة التفاعلية على شكل سعة أو محاثة ، ومخفتات الإضاءة (أوتوماتيكية أو يدوية). يزداد الجهد على المصباح مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ويمكن استخدامه لتحويل الصابورة باستخدام الأتمتة. بدون إيقاف تشغيل الصابورة ، يمكن أن يفقد المصباح من 5 إلى 20٪ من الطاقة ، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا لزيادة الموارد.

تتمتع المصابيح المتوهجة ذات الجهد المنخفض بنفس الطاقة بعمر أطول وإخراج الضوء بسبب المقطع العرضي الأكبر للجسم المتوهج. لذلك ، في تركيبات المصابيح المتعددة (الثريات) ، يُنصح باستخدام سلسلة توصيل المصابيح لجهد منخفض بدلاً من التوصيل المتوازي للمصابيح لجهد التيار الكهربائي. على سبيل المثال ، بدلاً من ستة مصابيح 220 فولت 60 وات متصلة بالتوازي ، استخدم ستة مصابيح 36 فولت 60 وات متصلة في سلسلة ، أي استبدل ستة لولبيات رفيعة بأخرى سميكة.

أنواع المصابيح

تنقسم المصابيح المتوهجة إلى (مرتبة حسب زيادة الكفاءة):

• فراغ (أبسط) ؛
• الأرجون (نيتروجين - أرجون) ؛
• الكريبتون (تقريبًا + 10٪ سطوع من الأرجون) ؛
• زينون (2 مرات أكثر إشراقًا من الأرجون) ؛
• الهالوجين (حشو I أو Br ، أكثر إشراقًا 2.5 مرة من الأرجون ، وعمر خدمة طويل ، لا يحب الطهي الناقص ، لأن دورة الهالوجين لا تعمل) ؛
• الهالوجين مع قوارير (دورة هالوجين أكثر كفاءة بسبب التسخين الأفضل للقارورة الداخلية) ؛
• زينون-هالوجين (حشو Xe + I أو Br ، الحشو الأكثر فعالية ، حتى 3 مرات أكثر إشراقًا من الأرجون) ؛
• زينون هالوجين مع عاكس للأشعة تحت الحمراء (نظرًا لأن معظم إشعاع المصباح يقع في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، فإن انعكاس الأشعة تحت الحمراء في المصباح يزيد بشكل كبير من الكفاءة ؛ فهي مصنوعة لمصابيح الصيد) ؛
• متوهجة مع طلاء يحول الأشعة تحت الحمراء إلى النطاق المرئي. يتم تطوير مصابيح ذات درجة حرارة عالية من الفوسفور ، والتي ، عند تسخينها ، تنبعث منها طيف مرئي.

تعريف
- مصدر ضوئي يحول طاقة التيار الكهربائي المار عبر لولب المصباح إلى حرارة وضوء. وفقًا للطبيعة الفيزيائية ، يتم تمييز نوعين من الإشعاع: الإشعاع الحراري والإشعاع.
الإشعاع الحراري هو الضوء المنبعث
عند تسخين الجسم. يعتمد توهج المصابيح الكهربائية المتوهجة على استخدام الإشعاع الحراري.

المميزات والعيوب

مزايا المصابيح المتوهجة:
عند تشغيلها ، تضيء على الفور تقريبًا ؛
صغيرة الحجم
تكلفتها منخفضة.

العيوب الرئيسية للمصابيح المتوهجة:
المصابيح ذات السطوع المسبق للعمى ، مما يؤثر سلبًا على الرؤية البشرية ، وبالتالي ، فهي تتطلب استخدام تركيبات مناسبة تحد من الوهج ؛
لها عمر خدمة قصير (حوالي 1000 ساعة) ؛
يتم تقليل عمر المصابيح بشكل كبير مع زيادة جهد الإمداد.

كفاءة مضيئةالمصابيح المتوهجة ، التي تُعرّف بأنها نسبة طاقة أشعة الطيف المرئي إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة الكهربائية ، صغيرة جدًا ولا تتجاوز 4٪.

وبالتالي ، فإن العيب الرئيسي للمصابيح المتوهجة هو ناتج الإضاءة المنخفضة. بعد كل شيء ، يتم تحويل جزء صغير فقط من الطاقة الكهربائية التي يستهلكونها إلى طاقة الإشعاع المرئي ، ويتم تحويل باقي الطاقة إلى حرارة ينبعث منها المصباح.

مبدأ التشغيل.

يعتمد مبدأ تشغيل المصابيح المتوهجة على تحويل الطاقة الكهربائية التي تمر عبر الفتيل إلى ضوء. تصل درجة حرارة الفتيل المسخن إلى 2600 ... 3000 "مئوية. لكن خيوط المصباح لا تذوب ، لأن درجة انصهار التنجستن (3200 ... 3400 درجة مئوية) تتجاوز درجة حرارة الفتيل المتوهج. طيف التوهج تختلف المصابيح عن طيف ضوء النهار من خلال غلبة أشعة الطيف الأصفر والأحمر.
يتم إخلاء قوارير المصابيح المتوهجة أو ملؤها بغاز خامل ، حيث لا يتأكسد خيوط التنغستن: نيتروجين ؛ الأرجون. الكريبتون. خليط من النيتروجين والأرجون والزينون.

جهاز وتشغيل المصابيح المتوهجة

يضيء المصباح المتوهج (الشكل) بسبب تسخين خيوط من سلك التنغستن المقاوم للحرارة بواسطة التيار الذي يمر عبره. لمنع اللولب من الاحتراق بسرعة ، يُضخ الهواء من الأسطوانة الزجاجية أو تمتلئ الأسطوانة بغاز خامل. اللولب ثابت على الأقطاب الكهربائية. واحد منهم ملحوم على الغلاف المعدني للقاعدة ، والآخر بلوحة التلامس المعدنية. يتم فصلهم بالعزلة. أحد الأسلاك متصل بغطاء القاعدة والآخر بلوحة التلامس ، كما هو موضح في الشكل. ثم يسخن التيار ، الذي يتغلب على المقاومة الكهربائية للخيوط.

تسميات المصابيح المتوهجة

في تسمية المصابيح المتوهجة ، تعني الأحرف: ب - فراغ ؛ G - مملوءة بالغاز ب - ثنائي الشكل BK - الكريبتون ثنائي الحلقات (زاد من ناتج الضوء وأبعاد أصغر مقارنة بالمصابيح C و B و G ، لكنه يكلف أكثر) ؛ DB - منتشر (بطبقة عاكسة غير لامعة داخل المصباح) ؛ MO - الإضاءة المحلية.

يتبع الحروف مجموعتان من الأرقام. أنها تشير إلى نطاق الجهد وقوة المصباح.

مثال. "V 220 ... 230-25" يعني الجهد 220 ... 230 فولت ، الطاقة 2-5 واط. قد يحتوي التعيين أيضًا على تاريخ تصنيع المصباح ، على سبيل المثال ، IX 2005.

يتم إنتاج مصابيح بقوة تصل إلى 150 وات: في أسطوانات شفافة عديمة اللون (لا ينقص التدفق الضوئي للمصابيح) ؛ في اسطوانات مبطنة من الداخل (يتم تقليل التدفق الضوئي للمصابيح بنسبة 3 ٪) ؛ في قوارير العقيق اسطوانات ملونة بالحليب (يتم تقليل التدفق الضوئي للمصابيح بنسبة 20٪).
المصابيح التي تصل قوتها إلى 200 وات مصنوعة من كلٍّ من الوصلات العادية الملولبة والمسمار. المصابيح التي تزيد عن 200 واط متوفرة فقط مع قواعد لولبية. المصابيح التي تزيد قوتها عن 300 وات متوفرة بقاعدة بقطر 40 مم.

أمثلة على المصابيح المتوهجة القياسية

يتم عرض أمثلة على أداء المصابيح المتوهجة في الشكل. 2. في التين. 2.a ، b - مصابيح من نفس القوة ، ولكن في الشكل. 2.a - مملوءة بالغاز مع الأرجون وفي التين. 2.b - مع حشو الكريبتون (الكريبتون). أبعاد مصباح الكريبتون أصغر. المصباح في التين. 2.v يشبه الشمعة. غالبًا ما تستخدم هذه المصابيح في الثريات ومصابيح الحائط. على التين. 2.d ، e ، f موضحة ، على التوالي ، مصابيح ثنائية ، كريبتون ثنائية ، ومصابيح مرآة.

أدى ظهور المصابيح المتوهجة إلى تحسن كبير في ظروف حياة الإنسان. جعلت المصابيح المتوهجة من الممكن التخلي عن الشموع ومصابيح الكيروسين ، مما سهل حياة الناس إلى حد كبير.

يعتمد مبدأ تشغيل المصباح المتوهج على الإشعاع الحراري. جوهر الإشعاع الحراري هو أنه عندما يتم تسخين جسم صلب ، فإنه يبدأ في إشعاع الطاقة من جميع الأطوال الموجية (الطيف المستمر). في درجات الحرارة المنخفضة ، يُصدر الجسم أشعة تحت الحمراء غير مرئية حصريًا ، والتي تكون أطوالها الموجية أطول من تلك الخاصة بأشعة الضوء. مع ارتفاع درجة حرارة الجسم ، تزداد الطاقة المشعة المنبعثة من الجسم ، كما يتغير تكوين الطيف المنبعث. في الوقت نفسه ، يزداد الإشعاع المرئي بسرعة ، حيث يكون لأشعة الضوء أطوال موجية أقصر. يبدأ الجسم في التوهج أولاً باللون الأحمر الكرز ، ثم الأحمر ، والبرتقالي ، ثم الأبيض فقط. يتم الحصول على تأثير التوهج في المصابيح المتوهجة من خلال استخدام معدن حراري - التنجستن ، والذي يتم تسخينه بواسطة التيار الكهربائي إلى درجة حرارة 2000 - 3000 0 ك. .

في المصابيح المتوهجة الحديثة منخفضة الطاقة ، يتم تحويل 7٪ فقط من الطاقة المستهلكة إلى ضوء مرئي ، وفي المصابيح عالية الطاقة - 10٪. يتم إنفاق باقي الطاقة الكهربائية المستهلكة والإشعاع غير المرئي للعين البشرية. ومع ذلك ، لا تزال المصابيح المتوهجة ، نظرًا لبساطتها وملاءمتها وتكلفتها المنخفضة ، تُستخدم في تركيبات الإضاءة.

جهاز المصباح المتوهج الحديث موضح أدناه:

المصابيح المتوهجة ذات الفتيل التنغستن مصنوعة من نوعين:

• فراغ (جوفاء) - يتم ضخ الهواء فيها من القوارير ؛
• مملوءة بالغاز - بعد ضخ الهواء ، تمتلئ القارورة بغاز خامل (خليط من النيتروجين والأرجون أو الغازات النادرة - الكريبتون والزينون).

المصابيح المجوفة ، كقاعدة عامة ، مصنوعة فقط من أجل القوى الصغيرة (حتى 60 واط). يفسر ذلك حقيقة أنه عندما يكون الغاز في مصباح بقطر لمبة صغير وبطول كبير نسبيًا من الفتيل ، فإن فقدان الحرارة غير الضروري من خلال الحمل الحراري سيبدأ في الحدوث. المصابيح المتوهجة عالية الطاقة مملوءة بالغاز. وجود الغاز في القارورة يخلق أفضل الظروف لرفع درجة حرارة الفتيل وزيادة تدفق الضوء. يعمل الغاز المحيط بالفتيل الساخن على إبطاء الانحلال ، مما يزيد من عمر المنتج.

ومع ذلك ، فإن زيادة درجة حرارة الخيط لها حدود بسبب درجة حرارة انصهار المادة (للتنجستن 3400 درجة مئوية). عندما تمتلئ القارورة بخليط الكريبتون-أوكسين ، يتم تحقيق أقصى درجة حرارة للفتيل وإخراج الضوء ، ومع ذلك ، نظرًا للصعوبات في الحصول على الغازات النادرة ، تكون هذه المصابيح نادرة للغاية.

تكون خيوط المصابيح على شكل حلزوني ، مما يقلل من الفاقد عبر الوسط الغازي.

بالنسبة للمصابيح المتوهجة ، تكون الخصائص التالية ذات صلة: الطاقة الكهربائية ، التدفق الضوئي ، متوسط ​​وقت الاحتراق ، الجهد المقنن ، كفاءة الإضاءة.

الجهد المقنن للمصباح الكهربائي هو الجهد الذي يمكن أن يعمل به بشكل طبيعي. كقاعدة عامة ، تتم الإشارة إلى هذه الفولتية على القارورة أو القاعدة. في تركيبات الإضاءة ، تُستخدم الفولتية 127 فولت و 220 فولت على نطاق واسع ، وللإصلاح والإضاءة المحلية - 12 فولت و 36 فولت.

يعتمد التدفق الضوئي للمصباح المتوهج بشكل مباشر على درجة حرارة الفتيل واستهلاك الطاقة. الكفاءة المضيئة تميز كفاءة المصابيح. تعني الكفاءة المضيئة نسبة التدفق الضوئي المنبعث إلى الطاقة المستهلكة:

توضح الصيغة أنه كلما زاد التدفق الضوئي لكل وحدة طاقة مستهلكة ، زادت الكفاءة. مع زيادة الطاقة ، ستزداد كفاءة الإضاءة وستكون أعلى ، كلما انخفض الجهد الكهربائي المصمم من أجله. المصابيح ذات الطاقة العالية والمصابيح ذات الجهد المنخفض لها قطر فتيل أكبر وبالتالي تسمح بارتفاع درجة الحرارة.

يبلغ متوسط ​​العمر التشغيلي للمصابيح العادية حوالي 1000 ساعة من الاحتراق ، بشرط الحفاظ على الجهد المقنن عند قيمة ثابتة. في نفس الوقت ، في نهاية عمر الخدمة ، يجب ألا يقل التدفق الضوئي عن 90٪ من القيمة الاسمية. يؤثر التغيير في الجهد المطبق على المشابك بشكل كبير على عمر الخدمة.

يوضح الجدول أدناه التغييرات في التدفق الضوئي وعمر الخدمة وخرج الضوء للمصباح المتوهج اعتمادًا على جهد الدخل:

يوضح الجدول أنه عندما ينخفض ​​الجهد في الشبكة ، تنخفض كفاءة الإضاءة وتدفق الإضاءة بشكل كبير ، ويزداد عمر الخدمة. ومع زيادة الجهد - على العكس من ذلك ، يزيد خرج الضوء ، وتنخفض مدة الخدمة.

يؤدي تقليل جهد الإمداد ، مقارنة بالجهد الاسمي ، إلى تغيير في طيف الانبعاث. في هذه الحالة ، تبدو الكائنات المضيئة مطلية بألوان أخرى. على سبيل المثال ، تظهر الكائنات الصفراء باللون الأبيض ، بينما تظهر الكائنات الزرقاء الداكنة باللون الأسود. تكون هذه الظاهرة أكثر وضوحًا عند استخدام المصابيح المتوهجة منخفضة الطاقة. لذلك ، للتشغيل العادي ، من المهم أن يكون لديك جهد إمداد قريب من الجهد المقدر للجهاز.

بالإضافة إلى المصابيح المتوهجة التقليدية ، يتم أيضًا استخدام مصابيح المرآة ، والتي تختلف في الهيكل المحدد للمصباح. على السطح الداخلي للقارورة ، بالقرب من القاعدة ، يتم وضع طبقة عاكسة من الألمنيوم ، والجزء السفلي غير لامع. فتحة المرآة هي عاكس جيد ، حيث يتم توجيه أكثر من 50٪ من تدفق الضوء المنبعث إلى أسفل في شكل حزمة ضوئية مركزة. اعتمادًا على شكل المصباح العاكسة ، يمكن الحصول على توزيع ضوء عميق أو واسع. وبالتالي ، فإن مصابيح المرآة هي مصباح ومصدر للضوء:

لا يوصى باستخدام مصابيح المرايا بدون تركيبات إضاءة خاصة لورش إنتاج الإضاءة (بسبب التلف المحتمل).

هناك أيضًا مجموعة متنوعة من المصابيح المتوهجة بدورة اليود. تحتوي قوارير هذه الأجهزة على بخار اليود. تتحد جزيئات اليود ، التي يتم تسخينها إلى درجة حرارة معينة ، مع جزيئات التنغستن المتبخرة وتشكل مادة غازية. يتحلل الأخير ، عند ملامسته للخيط الساخن ، إلى تنجستن ويود ، ويتم تضمين الأول مرة أخرى في دورة العمل ، ويستقر التنغستن مرة أخرى على الفتيل ، مما يساعد على زيادة عمر المصباح المتوهج. في الوقت نفسه ، تتميز هذه الأجهزة بإخراج الضوء المتزايد.

مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة

للمصباح المتوهج الكهربائي ، الذي لا يزال يستخدم بنشاط للإضاءة الاصطناعية ، مزاياه وعيوبه.

تشمل المزايا ما يلي:

• التشغيل العادي بنفس القدر عند التشغيل على كل من طاقة التيار المتردد والتيار المستمر ؛
• اشتعال فوري تقريبًا عند استخدام الطاقة ، بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة ؛
• أبعاد كلية صغيرة ، وإذا لزم الأمر ، إمكانية تصنيع أي شكل ؛
• التكلفة المنخفضة في ضوء بساطة التصميم والتصنيع ؛
• سهل تنفيذه؛

هناك أيضًا عيوب:

• حساسية كبيرة للتقلبات في جهد الإمداد ؛
• عمر خدمة قصير نسبيًا (حوالي 1000 ساعة) ؛
• كفاءة منخفضة (1.5٪ - 3٪) ؛
• إخراج ضوء طفيف
• صعوبة في تحديد الألوان تحت الإضاءة ؛