ما المعدن الذي يتكون منه الفتيل في المصباح الكهربائي؟ التصميم والمعايير الفنية وأنواع المصابيح المتوهجة

مرحبًا. سعيد لرؤيتك على موقعي. موضوع مقال اليوم: جهاز المصباح المتوهج. لكن أولاً أود أن أقول بضع كلمات عن تاريخ هذا المصباح.

اخترع العالم الإنجليزي Delarue أول مصباح متوهج في عام 1840. كانت مع دوامة بلاتينية. بعد ذلك بقليل ، في عام 1854 ، قدم العالم الألماني هاينريش جوبل مصباحًا بخيط من الخيزران ، كان في دورق مفرغ. في ذلك الوقت ، كان لا يزال هناك الكثير من المصابيح المختلفة التي قدمها علماء مختلفون. لكن كل منهم كان له عمر خدمة قصير جدًا ، ولم يكن فعالًا.

في عام 1890 ، قدم العالم أ. ن. كما قام هذا العالم بمحاولات لضخ الهواء من الدورق وتعبئته بالغازات. هذا زاد بشكل كبير من عمر المصابيح.

لكن الإنتاج الضخم للمصابيح المتوهجة بدأ بالفعل في القرن العشرين. ثم كانت طفرة حقيقية في التكنولوجيا. الآن ، في عصرنا ، ترفض العديد من الشركات ، والأشخاص العاديون فقط ، هذه المصابيح نظرًا لاستهلاكها الكثير من الكهرباء. وفي بعض البلدان حظروا حتى إنتاج المصابيح المتوهجة بقوة تزيد عن 60 واط.

جهاز المصباح المتوهج.

يتكون هذا المصباح من الأجزاء التالية: قاعدة ، لمبة ، أقطاب كهربائية ، خطافات لتثبيت الفتيل ، خيوط ، ستينجل ، مادة عازلة ، سطح ملامس.

من أجل توضيح الأمر لك أكثر ، سأكتب الآن عن كل التفاصيل على حدة. انظر أيضا الصورة والفيديو.

قارورة - مصنوعة من الزجاج العادي وهي ضرورية لحماية الفتيل من البيئة الخارجية. يتم إدخال قابس به أقطاب كهربائية وخطافات فيه ، والتي تمسك الخيط نفسه. يتم إنشاء فراغ خاص في القارورة ، أو يتم ملؤه بغاز خاص. هذا هو عادة الأرجون ، لأنه لا يصلح للتدفئة.

على الجانب الذي توجد فيه الأسلاك الكهربائية ، يتم صهر القارورة بالزجاج ولصقها بالقاعدة.

هناك حاجة إلى القاعدة حتى يمكن لف المصباح الكهربائي في المقبس. عادة ما تكون مصنوعة من الألومنيوم.

الخيوط هي الجزء الذي ينبعث منه الضوء. وهي مصنوعة اساسا من التنغستن.

والآن ، لتعزيز معرفتك ، أقترح عليك مشاهدة مقطع فيديو ممتع للغاية يخبر ويوضح كيف يتم تصنيع المصابيح المتوهجة.

مبدأ التشغيل.

يعتمد مبدأ تشغيل المصباح المتوهج على تسخين المادة. بعد كل شيء ، ليس من أجل لا شيء أن يكون للخيوط مثل هذا الاسم. إذا تم تمرير تيار كهربائي عبر المصباح ، فإن خيوط التنجستن ترتفع درجة حرارتها إلى درجة حرارة عالية جدًا ويبدأ في إصدار تدفق ضوئي.

لا يذوب الخيط ، لأن التنجستن له نقطة انصهار عالية جدًا ، في مكان ما حوالي 3200-3400 درجة مئوية. وعندما يكون المصباح قيد التشغيل ، يتم تسخين الفتيل في مكان ما حتى 2600-3000 درجة مئوية.

مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة.

المزايا الرئيسية:

ليس الثمن الباهظ.

أبعاد صغيرة.

بسهولة تحمل زيادات الطاقة.

عند تشغيله ، يضيء على الفور.

بالنسبة للعين البشرية ، يكون الوميض غير محسوس تقريبًا عند التشغيل من مصدر تيار متردد.

يمكنك استخدام الجهاز لضبط السطوع.

يمكن استخدامها في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة والمرتفعة.

يمكن إنتاج هذه المصابيح لأي جهد تقريبًا.

لا تحتوي على مواد خطرة في تركيبتها ، وبالتالي لا تتطلب التخلص الخاص.

لا حاجة للمبتدئين لإضاءة المصباح.

يمكن أن تعمل على جهد التيار المتردد والتيار المستمر.

إنه يعمل بهدوء شديد ولا يسبب تداخلًا لاسلكيًا.

وهذه ليست قائمة كاملة من الفوائد.

سلبيات:

لها عمر قصير جدا.

كفاءة قليلة جدا. عادة لا تتجاوز 5 بالمائة.

يعتمد التدفق الضوئي وعمر الخدمة بشكل مباشر على جهد التيار الكهربائي.

يصبح مبيت المصباح ساخنًا جدًا أثناء التشغيل. لذلك ، يعتبر هذا المصباح من مخاطر الحريق.

إذا انكسر الخيط ، فقد ينفجر المصباح.

هشة للغاية وحساسة للتأثير.

في ظل ظروف الاهتزاز ، ينهار بسرعة كبيرة.

وفي ختام المقال أود أن أكتب عن حقيقة واحدة مذهلة. في الولايات المتحدة ، في أحد أقسام مكافحة الحرائق في مدينة ليفرمور ، يوجد مصباح بقوة 60 واط ، والذي تم إضاءته بشكل مستمر لأكثر من 100 عام. تم إشعاله في عام 1901 ، وفي عام 1972 تم إدخاله في موسوعة غينيس للأرقام القياسية.

سر متانته هو أنه يعمل في حفرة عميقة ضحلة. بالمناسبة ، يتم تسجيل عمل هذا المصباح بشكل مستمر بواسطة كاميرا الويب. لذلك إذا كنت مهتمًا ، يمكنك البحث عن بث مباشر على الإنترنت.

هذا كل شيء بالنسبة لي. إذا كانت المقالة مفيدة لك ، فشاركها مع أصدقائك على الشبكات الاجتماعية واشترك في التحديثات. حتى.

مع خالص التقدير ، الكسندر!

المصابيح المتوهجة هي الأكثر انتشارًا بين مصادر الضوء الاصطناعي. حيثما يوجد تيار كهربائي ، يمكن العثور على تحول لطاقته إلى ضوء ، ويتم استخدام المصابيح المتوهجة دائمًا لهذا الغرض. دعونا نفهم كيف وماذا يسخن فيهم وما هم.

يمكن العثور على ميزات مصباح معين من خلال فحص الفهرس المختوم على قاعدته المعدنية.

يستخدم الفهرس التعيينات الأبجدية الرقمية التالية:

• ب- Bispiral ، حشوة الأرجون
• BK - Bispiral ، حشوة الكريبتون
• ب- فراغ
• G - مملوء بالغاز وحشو الأرجون
• DS ، DSh - مصابيح زينة
• RN - أغراض مختلفة
• أ - عاكس الضوء
• ب- شكل ملتوي
• د- شكل زخرفي
• ه - مع قاعدة المسمار
• E27 - إصدار القاعدة
• ض - المرآة
• ZK - توزيع الضوء المركز لمصباح المرآة
• ЗШ - توزيع ضوء واسع
• 215-230 فولت - مقياس الجهد الموصى به
• 75 واط - استهلاك الطاقة الكهربائية

أنواع المصابيح المتوهجة والغرض منها الوظيفي

1. المصابيح المتوهجة للأغراض العامة

وفقًا لغرضها الوظيفي ، فإن المصابيح المتوهجة للأغراض العامة (LON) هي الأكثر شيوعًا. يجب أن تمتثل جميع منتجات LON في روسيا لمتطلبات GOST 2239-79. يتم استخدامها للإضاءة الخارجية والداخلية ، وكذلك للإضاءة الزخرفية ، في الشبكات المنزلية والصناعية بجهد 127 و 220 فولت وتردد 50 هرتز.

تتمتع LONs بعمر قصير نسبيًا ، في المتوسط ​​، حوالي 1000 ساعة ، وكفاءة منخفضة - فهي تحول 5 ٪ فقط من الكهرباء إلى ضوء ، ويتم إطلاق الباقي كحرارة.

ميزة منخفضة الطاقة (حتى 25 واط) LON هي فتيل الكربون المستخدم فيها كخيوط. تم استخدام هذه التكنولوجيا التي عفا عليها الزمن في "" الأول وتم حفظها هنا فقط.

المصابيح المقاومة للزلازل ، المضمنة أيضًا في مجموعة LON ، قادرة هيكليًا على تحمل الصدمات الزلزالية لمدة تصل إلى 50 مللي ثانية.

2. مصابيح العرض المتوهجة

تعد مصابيح جهاز العرض المتوهجة أقوى بكثير من الأنواع الأخرى وهي مصممة للإضاءة الاتجاهية أو الإشارات عبر مسافات طويلة. وفقًا لـ GOST ، يتم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات: مصابيح عرض الفيلم (GOST 4019-74) ، للأضواء الكاشفة للأغراض العامة (GOST 7874-76) ومصابيح المنارة (GOST 16301-80).

يوفر استخدام الأسلاك ثلاثية النواة في الشبكة المنزلية مستوى عالٍ من السلامة من الحرائق ويقلل من المخاطر على حياة الإنسان. في حل المشكلة - - يكفي اتباع القواعد الأولية ونظام التثبيت.

لتجهيز الشبكات الكهربائية للمباني السكنية بمعدات السلامة ، من الضروري الاختيار بين تركيب RCD أو نظام ديافافتومات. يمكن أن تساعد في هذا. يمكنك تثبيت ديافتومات بعدة طرق يمكنك أن تقرأ عنها.

يكون جسم الفتيل في مصابيح جهاز العرض أطول وفي نفس الوقت يكون أكثر إحكاما ، لتعزيز السطوع الكلي والتركيز اللاحق لتدفق الضوء. يتم حل مهمة التركيز من خلال قواعد تركيز خاصة متوفرة في بعض الطرز ، أو عدسات بصرية في تصميمات الكشافات والمنارات.

الطاقة القصوى لمصابيح جهاز العرض المنتجة في روسيا اليوم هي 10 كيلو واط.

3. مصابيح المرايا المتوهجة

تتميز المصابيح المتوهجة ذات المرايا بتصميم لمبة خاص وطبقة ألمنيوم عاكسة. الجزء الموصّل للضوء من المصباح مصنوع من الزجاج المصنفر ، مما يمنح الضوء نعومة ويخفف الظلال المتناقضة من الأشياء. يتم تمييز هذه المصابيح بمؤشرات تشير إلى نوع تدفق الضوء: ZK (توزيع الضوء المركز) ، ZS (توزيع الضوء المتوسط) أو ZSh (توزيع الضوء الواسع).

تشتمل هذه المجموعة أيضًا على مصابيح النيوديميوم ، والفرق بينها هو إضافة أكسيد النيوديميوم إلى صيغة التركيبة التي ينفجر منها المصباح الزجاجي. نتيجة لذلك ، يتم امتصاص جزء من الطيف الأصفر ، وتتحول درجة حرارة اللون إلى منطقة الإشعاع الأبيض الأكثر إشراقًا. يسمح هذا باستخدام مصابيح النيوديميوم في الإضاءة الداخلية لزيادة السطوع والحفاظ على الظلال في الداخل. تمت إضافة الحرف "H" إلى فهرس مصابيح النيوديميوم.

نطاق مصابيح المرآة ضخم: نوافذ المتاجر ، إضاءة المسرح ، الدفيئات ، الدفيئات ، مزارع الماشية ، إضاءة المكاتب الطبية وأكثر من ذلك بكثير.


4. مصابيح الهالوجين المتوهجة

قبل تحديد المصباح المتوهج الذي تحتاجه ، يجب عليك دراسة ميزات وعلامات الأنواع الحالية. مع كل تنوعها ، تحتاج إلى فهم دقيق للغرض من المصباح المحدد وكيف وأين سيتم استخدامه. لا يمكن أن يؤدي عدم اتساق خصائص المصباح مع المهام التي تم شراؤها من أجلها إلى تكاليف غير ضرورية فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى حالات الطوارئ ، مما قد يؤدي إلى إتلاف التيار الكهربائي والنار.

فيديو ترفيهي يصور عمل ثلاثة أنواع من المصابيح

غالبًا ما يحدث أن الجهاز المستخدم في الحياة اليومية ، والذي له أهمية كبيرة للبشرية جمعاء ، لا يذكرنا بخالقه. لكنها أضاءت في منازلنا بفضل جهود أشخاص محددين. إن استحقاقهم للبشرية لا يقدر بثمن - منازلنا مليئة بالنور والدفء. ستعرفك القصة أدناه على هذا الاختراع العظيم وأسماء من يرتبط به.

أما بالنسبة للأخير ، فيمكن الإشارة إلى اسمين - ألكسندر لودين وتوماس إديسون. على الرغم من أن ميزة العالم الروسي كانت عظيمة جدًا ، إلا أن النخيل ينتمي إلى المخترع الأمريكي. لذلك ، سوف نتحدث بإيجاز عن Lodygin ونتحدث بالتفصيل عن إنجازات Edison. يرتبط تاريخ المصابيح المتوهجة بأسمائهم. يقال أن مصابيح إديسون الكهربائية استغرقت وقتًا طويلاً. كان عليه إجراء حوالي ألفي تجربة قبل أن يولد التصميم المألوف لنا جميعًا.

اختراع قدمه ألكسندر لودين

يشبه تاريخ المصابيح المتوهجة إلى حد كبير تاريخ الاختراعات الأخرى المصنوعة في روسيا. تمكن العالم الروسي ألكسندر لودين من جعل قضيب الكربون يتوهج في وعاء زجاجي يُضخ الهواء منه. يبدأ تاريخ إنشاء المصباح المتوهج في عام 1872 ، عندما تمكن من القيام بذلك. حصل الإسكندر على براءة اختراع لمصباح فحم كهربائي متوهج في عام 1874. بعد ذلك بقليل ، اقترح استبدال قضيب الكربون بالتنغستن. لا يزال جزء التنغستن يستخدم في المصابيح المتوهجة.

بفضل توماس إديسون

ومع ذلك ، فقد كان مخترعًا أمريكيًا قادرًا على إنشاء نموذج دائم وموثوق وغير مكلف في عام 1878. بالإضافة إلى ذلك ، تمكن من تأسيس إنتاجه. في مصابيحه الأولى ، كانت الفتيل عبارة عن نشارة متفحمة مصنوعة من الخيزران الياباني. ظهرت خيوط التنغستن ، المألوفة لدينا ، في وقت لاحق. بدأ استخدامها بمبادرة من Lodygin ، المهندس الروسي المذكور أعلاه. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فمن يعرف كيف تطور تاريخ المصابيح المتوهجة في السنوات اللاحقة.

عقلية إديسون الأمريكية

تختلف اختلافا كبيرا عن الروسية. مع المواطن الأمريكي توماس إديسون ، ذهب كل شيء إلى العمل. ومن المثير للاهتمام ، أنه أثناء التفكير في كيفية جعل شريط التلغراف أكثر متانة ، اخترع هذا العالم الشمع الورقي. ثم تم استخدام هذه الورقة كغلاف حلوى. سبقت سبعة قرون من التاريخ الغربي اختراع إديسون ، ولم يكن تطور الفكر التقني بقدر كبير ، ولكن الموقف النشط للحياة يتشكل تدريجياً لدى الناس. ذهب العديد من العلماء الموهوبين بعناد إلى هذا الاختراع. يرتبط تاريخ أصل المصباح المتوهج ، على وجه الخصوص ، باسم فاراداي. لقد ابتكر أعمالًا أساسية في الفيزياء ، دون الاعتماد على اختراع إديسون الذي كان بالكاد ممكنًا.

الاختراعات الأخرى التي قدمها إديسون

ولد توماس إديسون عام 1847 في بورت هيرون ، وهي بلدة أمريكية صغيرة. في إدراك توماس لذاته ، لعبت حقيقة أن المخترع الشاب كانت لديه القدرة على إيجاد مستثمرين على الفور لأفكاره ، حتى الأكثر جرأة ، دورًا. وكانوا على استعداد للمخاطرة بمبالغ كبيرة. على سبيل المثال ، بينما كان لا يزال مراهقًا ، قرر إديسون طباعة صحيفة في القطار أثناء تحركه ثم بيعها للركاب. وكان من المفترض أن يتم جمع أخبار الصحيفة من محطات الحافلات مباشرة. على الفور كان هناك أشخاص أقرضوا المال لشراء مطبعة صغيرة ، وكذلك أولئك الذين سمحوا لإديسون بالدخول إلى سيارة الأمتعة باستخدام هذه الآلة.

كانت الاختراعات قبل توماس إديسون إما من صنع العلماء وكانت نتيجة ثانوية لاكتشافاتهم ، أو من قبل ممارسين أتقنوا ما كان عليهم العمل معه. كان إديسون هو من جعل الاختراع مهنة منفصلة. كان لديه الكثير من الأفكار ، وأصبح كل واحد منهم تقريبًا نبتًا لأفكار لاحقة تتطلب مزيدًا من التطوير. لم يهتم توماس طوال حياته الطويلة براحته الشخصية. من المعروف أنه عندما زار أوروبا ، بالفعل في أوج الشهرة ، أصيب بخيبة أمل من كسل وحنكة المخترعين الأوروبيين.

كان من الصعب العثور على منطقة لا يستطيع توماس تحقيق اختراق فيها. تشير التقديرات إلى أن هذا العالم حقق حوالي 40 اكتشافًا رئيسيًا كل عام. في المجموع ، حصل إديسون على 1092 براءة اختراع.

دفعت روح الرأسمالية الأمريكية توماس إديسون. تمكن من الثراء عندما كان يبلغ من العمر 22 عامًا ، عندما ابتكر شريط عرض أسعار لبورصة بوسطن. ومع ذلك ، كان أهم اختراع إديسون هو إنشاء المصباح المتوهج. نجح توماس في إمداد أمريكا بأكملها بالكهرباء بمساعدتها ، ثم العالم بأسره.

بناء محطة توليد الكهرباء وأول مستهلكين للكهرباء

يبدأ تاريخ المصباح ببناء محطة صغيرة لتوليد الطاقة. قام العالم ببنائه في مينلو بارك. كان من المفترض أن تخدم احتياجات مختبره. ومع ذلك ، تبين أن الطاقة المتلقاة كانت أكثر مما هو ضروري. ثم بدأ إديسون في بيع الفائض للمزارعين الجيران. من غير المحتمل أن يكون هؤلاء الأشخاص قد فهموا أنهم أصبحوا أول مستهلكين مدفوعين للكهرباء في العالم. لم يطمح إديسون أبدًا في أن يصبح رائد أعمال ، ولكن عندما احتاج إلى شيء ما لعمله ، افتتح مصنعًا صغيرًا في مينلو بارك ، والذي نما لاحقًا إلى حجم كبير وذهب في طريقه الخاص.

تاريخ التغييرات في جهاز المصباح المتوهج

المصباح الكهربائي المتوهج هو مصدر الضوء ، حيث يتم التحويل إلى طاقة ضوئية كهربائية بسبب توهج موصل حراري بواسطة تيار كهربائي. تم الحصول على الطاقة الضوئية بهذه الطريقة لأول مرة عن طريق تمرير التيار عبر قضيب الكربون. تم وضع هذا القضيب في وعاء تم إخلاء الهواء منه مسبقًا. ابتكر توماس إديسون في عام 1879 تصميمًا متينًا إلى حد ما باستخدام خيوط الكربون. ومع ذلك ، هناك تاريخ طويل إلى حد ما لظهور المصباح المتوهج في شكله الحديث. كهيئة تدفئة في 1898-1908. حاول استخدام معادن مختلفة (التنتالوم ، التنجستن ، الأوزميوم). بدأ استخدام خيوط التنغستن ، المتعرجة ، منذ عام 1909. بدأت المصابيح المتوهجة بالملء في 1912-13. (الكريبتون والأرجون) وكذلك النيتروجين. في الوقت نفسه ، بدأ صنع خيوط التنغستن على شكل حلزوني.

يتميز تاريخ تطوير المصباح المتوهج كذلك بتحسينه من خلال تحسين خرج الضوء. تم ذلك عن طريق رفع درجة حرارة الجسم الخيطي. في نفس الوقت ، تم الحفاظ على عمر المصباح. أدى ملئه بغازات جزيئية خاملة مع إضافة الهالوجين إلى انخفاض تلوث القارورة بجزيئات التنجستن التي يتم رشها بداخلها. بالإضافة إلى ذلك ، قلل من معدل تبخره. أدى استخدام خيوط على شكل لولب مزدوج وثلاثي لولب إلى تقليل فقد الحرارة من خلال الغاز.

هذا هو تاريخ اختراع المصباح المتوهج. بالتأكيد ستكون مهتمًا بمعرفة أنواعها المختلفة.

أصناف حديثة من المصابيح المتوهجة

تتكون العديد من أنواع المصابيح الكهربائية من أجزاء معينة من نفس النوع. تختلف في الشكل والحجم. يتم تثبيت الجسم المتوهج (أي لولب مصنوع من التنجستن) على جذع معدني أو زجاجي داخل المصباح بحوامل مصنوعة من سلك الموليبدينوم. نهايات اللولب متصلة بأطراف المدخلات. من أجل إنشاء اتصال محكم التفريغ بشفرة مصنوعة من الزجاج ، فإن الجزء الأوسط من البطانات مصنوع من الموليبدينوم أو البلاتين. تمتلئ لمبة المصباح أثناء المعالجة الفراغية بغاز خامل. ثم يتم تخمير الجذع وتشكيل صنبور. مصباح التركيب في الخرطوشة وحماية الفوهة مزود بقاعدة. يتم إرفاقه بقاعدة المصطكي بالقارورة.

ظهور المصابيح

اليوم ، هناك العديد من المصابيح المتوهجة ، والتي يمكن تقسيمها حسب التطبيق (لمصابيح السيارة الأمامية ، والأغراض العامة ، وما إلى ذلك) ، أو حسب خصائص الإضاءة لمصباحها أو من خلال الشكل البناء (الزخرفية ، المرآة ، مع طلاء منتشر ، إلخ) ، وكذلك حسب الشكل الذي يحتوي عليه جسم الفتيل (مع حلزوني مزدوج ، ولولب مسطح ، وما إلى ذلك). أما بالنسبة للأبعاد فهناك كبير الحجم وعادي وصغير الحجم ومنمنمات وشبه مصغر. على سبيل المثال ، يشمل الأخير مصابيح يقل طولها عن 10 مم ، لا يتجاوز قطرها 6 مم. أما الأحجام الكبيرة فتشمل تلك التي يزيد طولها عن 175 ملم وقطرها 80 ملم على الأقل.

قوة المصباح وعمر الخدمة

يمكن أن تعمل المصابيح المتوهجة الحديثة بجهد كهربائي يتراوح من كسور الوحدة إلى عدة مئات من الفولتات. يمكن أن تصل قوتهم إلى عشرات الكيلوات. إذا قمت بزيادة الجهد بنسبة 1٪ ، سيزداد التدفق الضوئي بنسبة 4٪. ومع ذلك ، سيتم تقليل عمر الخدمة بنسبة 15٪. إذا قمت بتشغيل المصباح لفترة قصيرة بجهد يتجاوز الجهد المقدر بنسبة 15٪ ، فسيتم تعطيله. هذا هو السبب في أن قطرات الفولتية تتسبب في كثير من الأحيان في احتراق المصابيح الكهربائية. تختلف مدة خدمتهم من خمس ساعات إلى ألف أو أكثر. على سبيل المثال ، تم تصميم المصابيح الأمامية للطائرات لفترة قصيرة ، ويمكن أن تعمل مصابيح النقل لفترة طويلة جدًا. في الحالة الأخيرة ، يجب تثبيتها في أماكن تسمح بسهولة الاستبدال. اليوم ، تعتمد الفعالية المضيئة للمصابيح على الجهد والتصميم ومدة الاحتراق والطاقة. فهو يقع في حوالي 10-35 لومن / واط.

المصابيح المتوهجة اليوم

المصابيح المتوهجة من حيث كفاءتها المضيئة ، بالطبع ، تفقد مصادر الضوء التي تعمل بالغاز (مصابيح الفلورسنت). ومع ذلك ، فهي أسهل في الاستخدام. لا تتطلب المصابيح المتوهجة تركيبات معقدة أو أجهزة بدء. من حيث القوة والجهد ، لا توجد قيود عملياً عليها. يتم إنتاج حوالي 10 مليارات مصباح في العالم اليوم كل عام. وعدد أصنافها يزيد عن ألفي.

مصابيح لد

تمت كتابة تاريخ أصل المصباح بالفعل ، بينما لم يكتمل تاريخ تطوير هذا الاختراع بعد. هناك أنواع جديدة أصبحت أكثر شيوعًا. نحن نتحدث بشكل أساسي عن مصابيح LED (يظهر أحدها في الصورة أعلاه). تُعرف أيضًا باسم كفاءة الطاقة. هذه المصابيح لها ناتج ضوئي أكثر من 10 أضعاف من المصابيح المتوهجة. ومع ذلك ، فإن لديهم عيبًا - يجب أن يكون مصدر الطاقة منخفض الجهد.

هذا الموضوع واسع للغاية ، لذلك أود أن أشير على الفور إلى أنه في هذه المقالة سننظر في مسألة خطر الحريق من المصابيح المستخدمة حصريًا في الحياة اليومية.

خطر الحريق من مآخذ المصباح الكهربائي

أثناء التشغيل ، يمكن أن يتسبب حاملو المصابيح للمنتج في نشوب حريق من ماس كهربائي داخل حامل المصباح ، من تيارات الحمل الزائد ، من مقاومة عابرة كبيرة في أجزاء التلامس.

من الدوائر القصيرة ، يمكن أن يكون من الممكن حدوث ماس كهربائي بين الطور والصفر في مآخذ المصباح. في هذه الحالة ، يكون سبب الحريق هو قصر الدائرة المصاحبة ، فضلاً عن ارتفاع درجة حرارة أجزاء التلامس بسبب التأثيرات الحرارية لتيارات ماس ​​كهربائى.

يمكن استخدام خراطيش التيار الزائد عند توصيل المصابيح الكهربائية بقوة تتجاوز القيمة الاسمية لهذه الخرطوشة. عادة ، ترتبط الحرائق أثناء الحمل الزائد أيضًا بانخفاض الجهد المتزايد في جهات الاتصال.

يزداد نمو انخفاض الجهد في جهات الاتصال مع زيادة مقاومة التلامس لجهات الاتصال وتيار الحمل. كلما زاد انخفاض الجهد في جهات الاتصال ، زاد تسخينها وزاد احتمال اشتعال البلاستيك أو الأسلاك المتصلة بجهات الاتصال.

في بعض الحالات ، من الممكن أيضًا إشعال عزل أسلاك الإمداد والحبال ، نتيجة تآكل الأسلاك الموصلة وتقادم فترة العزل.

كل ما هو موصوف هنا ينطبق أيضًا على منتجات التركيبات الكهربائية الأخرى (المقابس والمفاتيح). تعتبر منتجات التركيبات الكهربائية التي تحتوي على تجميع رديء الجودة أو بعض العيوب في التصميم ، على سبيل المثال ، عدم وجود آليات تحرير الاتصال الفوري للمفاتيح الرخيصة ، وما إلى ذلك ، من مخاطر الحريق بشكل خاص.

لكن بالعودة إلى قضية خطر الحريق من مصادر الضوء.

السبب الرئيسي للحرائق من أي مصابيح كهربائية هو اشتعال المواد والهياكل من التأثيرات الحرارية للمصابيح في ظروف إزالة الحرارة المحدودة. يمكن أن يحدث هذا بسبب تركيب المصباح مباشرة على مواد وهياكل قابلة للاحتراق ، وتغطية المصابيح بمواد قابلة للاحتراق ، وكذلك بسبب عيوب التصميم في المصابيح أو الوضع غير الصحيح للمصباح - بدون إزالة الحرارة ، المنصوص عليها في المتطلبات وفقًا للوثائق الفنية الخاصة بمصباح الإنارة.

خطر الحريق من المصابيح المتوهجة

في المصابيح المتوهجة ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية وحرارة ، وتشكل الطاقة الحرارية نسبة كبيرة من إجمالي الطاقة ، وبالتالي تسخن مصابيح المصابيح المتوهجة بشكل لائق للغاية ولها تأثيرات حرارية كبيرة على الأشياء والمواد المحيطة بها. مصباح.

يتم توزيع التسخين أثناء احتراق المصباح على سطحه بشكل غير متساو. لذلك ، بالنسبة للمصباح المملوء بالغاز بقوة 200 واط ، كانت درجة حرارة جدار القارورة على طول ارتفاعه مع التعليق الرأسي أثناء القياسات: على القاعدة - 82 درجة مئوية ، في منتصف ارتفاع قارورة - 165 درجة مئوية ، في الجزء السفلي من القارورة - 85 درجة مئوية.

إن وجود فجوة هوائية بين المصباح وأي شيء يقلل بشكل كبير من تسخينه. إذا كانت درجة حرارة المصباح في نهايته تساوي 80 درجة مئوية للمصباح المتوهج بقوة 100 واط ، فإن درجة الحرارة على مسافة 2 سم من نهاية المصباح كانت بالفعل 35 درجة مئوية ، على مسافة 10 سم - 22 درجة مئوية ، وعلى مسافة 20 سم - 20 درجة مئوية ج.

إذا لامست لمبة المصباح المتوهج أجسام ذات موصلية حرارية منخفضة (قماش ، ورق ، خشب ، إلخ) ، فمن الممكن حدوث ارتفاع شديد في درجة الحرارة في منطقة التلامس نتيجة تدهور تبديد الحرارة. لذلك ، على سبيل المثال ، لدي لمبة متوهجة بقوة 100 وات ملفوفة بقطعة قماش قطنية ، بعد دقيقة واحدة بعد تشغيلها في وضع أفقي ، تم تسخينها حتى 79 درجة مئوية ، بعد دقيقتين - حتى 103 درجة مئوية ، وبعد ذلك 5 دقائق - ما يصل إلى 340 درجة مئوية ، وبعد ذلك بدأ الدخان (وقد يتسبب ذلك في نشوب حريق).

تم إجراء قياسات درجة الحرارة باستخدام مزدوج حراري.

سأقدم بعض الأرقام التي تم الحصول عليها نتيجة للقياسات. ربما سيجدها شخص ما مفيدة.

لذا فإن درجة حرارة لمبة المصباح المتوهج 40 وات (أحد أكثر طاقة المصباح شيوعًا في المصابيح المنزلية) هي 113 درجة بعد 10 دقائق من تشغيل المصباح ، بعد 30 دقيقة. - 147 حول C.

تسخين مصباح 75 وات حتى 250 درجة بعد 15 دقيقة. صحيح ، في المستقبل ، تستقر درجة الحرارة على لمبة المصباح ولا تتغير عمليًا (بعد 30 دقيقة كانت درجة الحرارة نفسها تقريبًا 250 درجة).

لمبة متوهجة 25 واط تسخن حتى 100 درجة.

تم تسجيل أقسى درجات الحرارة على لمبة مصباح ضوئي 275 واط. في غضون دقيقتين بعد التبديل ، وصلت درجة الحرارة إلى 485 درجة ، وبعد 12 دقيقة - 550 درجة.

عند استخدام مصابيح الهالوجين (وفقًا لمبدأ التشغيل ، فإنهم أقرباء للمصابيح المتوهجة) ، تكون مشكلة خطر الحريق أيضًا ، إن لم تكن أكثر حدة.

من المهم بشكل خاص مراعاة القدرة على توليد الحرارة بأحجام كبيرة باستخدام مصابيح الهالوجين عندما تحتاج إلى استخدامها على الأسطح الخشبية ، وهو ما يحدث كثيرًا بالمناسبة. في هذه الحالة ، يُنصح باستخدام مصابيح هالوجين منخفضة الجهد (12 فولت) ذات طاقة منخفضة. لذلك ، مع وجود مصباح هالوجين بقوة 20 وات ، تبدأ الهياكل المصنوعة من خشب الصنوبر في الجفاف ، وتنبعث المواد من اللوح من الفورمالديهايد. تعتبر المصابيح الكهربائية التي تزيد قوتها عن 20 وات أكثر سخونة ، وهي محفوفة بالاحتراق التلقائي.

يجب إيلاء اهتمام خاص عند اختيار تصميم وحدات الإنارة لمصابيح الهالوجين. تعمل المصابيح الحديثة عالية الجودة في حد ذاتها على عزل المواد المحيطة بالمصباح عن الحرارة جيدًا. الشيء الرئيسي هو أن المصباح يمكن أن يفقد هذه الحرارة بحرية وأن تصميم المصباح ، بشكل عام ، لم يكن ترمسًا للحرارة.

إذا تطرقنا إلى الرأي المقبول عمومًا بأن مصابيح الهالوجين ذات العاكسات الخاصة (على سبيل المثال ، ما يسمى بالمصابيح ثنائية اللون) لا تنبعث منها الحرارة عمليًا ، فهذا وهم واضح. يعمل العاكس ثنائي اللون كمرآة للضوء المرئي ، لكنه يحجب معظم الأشعة تحت الحمراء (الحرارية). يتم إرجاع كل الحرارة مرة أخرى إلى المصباح. لذلك ، تسخن المصابيح ثنائية اللون الجسم المضاء بدرجة أقل (شعاع الضوء البارد) ، لكنها في نفس الوقت تسخن المصباح نفسه أكثر بكثير من مصابيح الهالوجين التقليدية والمصابيح المتوهجة.

خطر الحريق من مصابيح الفلورسنت

بالنسبة للمصابيح الفلورية الحديثة (على سبيل المثال ، T5 و T2) وجميع مصابيح الفلوريسنت المزودة بمعدات تحكم إلكترونية ، فليس لدي معلومات حتى الآن حول تأثيراتها الحرارية الكبيرة. دعونا ننظر في الأسباب المحتملة لظهور درجات حرارة عالية على مصابيح الفلورسنت ذات الكوابح الكهرومغناطيسية القياسية. على الرغم من حقيقة أن هذه الكوابح محظورة تمامًا في أوروبا ، إلا أنها لا تزال شائعة جدًا في بلدنا ، وسوف يمر وقت طويل قبل أن يتم استبدالها بالكامل بكوابح إلكترونية.

من وجهة نظر العملية الفيزيائية للحصول على الضوء ، تحول المصابيح الفلورية جزءًا أكبر من الكهرباء إلى إشعاع ضوئي مرئي أكثر من المصابيح المتوهجة. ومع ذلك ، في ظل ظروف معينة مرتبطة بأعطال كوابح المصابيح الفلورية ("التصاق" بادئ التشغيل ، وما إلى ذلك) ، يكون تسخينها القوي ممكنًا (في بعض الحالات ، يمكن تسخين المصابيح حتى 190-200 درجة ، و - حتى 120).

درجات الحرارة هذه على المصابيح هي نتيجة ذوبان الأقطاب الكهربائية. علاوة على ذلك ، إذا اقتربت الأقطاب الكهربائية من زجاج المصباح ، يمكن أن يكون التسخين أكثر أهمية (نقطة انصهار الأقطاب الكهربائية ، حسب مادتها ، هي 1450 - 3300 درجة مئوية). بالنسبة لدرجة الحرارة المحتملة عند الخانق (100-120 درجة مئوية) ، فهي أيضًا خطيرة ، لأن درجة حرارة التليين لكتلة التعبئة وفقًا للمعايير هي 105 درجة مئوية.

تشكل المقبلات خطر حريق معين: فهي تحتوي على مواد قابلة للاحتراق بسهولة (مكثف ورقي ، حشوات من الورق المقوى ، إلخ).

إنها تتطلب ألا يتجاوز الحد الأقصى لارتفاع درجة حرارة الأسطح الداعمة للمصابيح 50 درجة.

بشكل عام ، الموضوع الذي تم التطرق إليه اليوم ممتع للغاية وشامل للغاية ، لذلك سنعود إليه بالتأكيد في المستقبل.

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 اعتبار المصباح المتوهج أيضًا مصدرًا اصطناعيًا للإضاءة ، نظرًا لتأثير موصل ساخن يمر من خلاله تيار 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. في 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 لجذب 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 فحم 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 مساحة خالية من الهواء أكثر استقرارًا. 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 مشروعًا مشتركًا يسمى Edison-Swan United ، والذي نما سريعًا ليصبح رائدًا 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 المدة 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.