المصباح الكهربي ليس قطعة تحول في حياة مخترعه فحسب؛ بل نقطة تحول غيرت شكل الحياة كلها، وحولتها من الظلام إلي النور، فجعلتنا نري في الليل كما النهار تمامًا. فتقوم فكرة المصباح الكهربي في الأساس على تحويل الطاقة الكهربائية إلي ضوء.
اختراع المصباح الكهربي
توماس إديسون هو أيقونة التحول في حياة البشرية وهو صاحب اختراع المصباح الكهربائي الذي ارتبط به وذلك عام 1879 بعد الكثير من المحاولات الفاشلة؛ تمكن أخيراً من عمل أول مصباح يحول الطاقة الكهربائية إلي ضوء.
وكان ينير لمدة يومان فقط في بداية الأمر إلا أنه قام بتطويره لإطالة فترة الإنارة. والجدير بالذكر أن المصانع الحالية تقوم بصناعة المصابيح من مادة التنجستين بعد إجراء العديد من المعالجات.
فالمصباح الكهربائي ليس مجرد اختراع فحسب بل هو أيقونة الذكاء والمثابرة وتحويل الفشل إلي نجاح ساحق يغير كافة ملامح البشرية، وينقلها من البدائية إلي الحضارة.
يمكنك الاطلاع على: تاريخ واكتشاف الأشعة السينية هل حدث صدفة doc
أنواع المصابيح الكهربائية ومكوناته
يوجد الكثير جدًا من أنواع المصابيح الكهربائية مثل:
- مصباح الصوديوم.
- الفلورسينت الكهربائي
- الزئبق صاحب الضغط العالي.
- الهاليد المعدني.
يمكنك الاطلاع على: بحث كامل عن الإشعاع وأنواعه والبلازما وأنواعها
مكونات المصباح الكهربي
يحتوي المصباح الكهربائي على عدة مكونات متنوعة ومجمعة مع بعضها البعض لأداء وظيفة المصباح بكفاءة والإنارة بفاعلية ممتازة.
وهذه المكونات مثل:
- الفتيلة:
يتم صنعها من مادة التنجستين التي يتم توصيل الكهرباء من خلالها.
- الغاز الخامل:
ومهمته الحفاظ على الفتيلة، فهو مصنوع من مواد خاملة تجعله غير قابل للاتحاد مع الفتيلة.
- السلك الرصاصي:
وهو المسئول عن توصيل الكهرباء إلي الفتيلة لإشعالها ويعمل أيضاً علي مساندتها، ويتم تصنيعه من مادة الرصاص.
- الزجاج:
الذي يتكون منه هيكل المصباح الكهربي ومن شأنه الحفاظ على الفتيلة من عوامل خارجية مثل الماء والهواء والغبار، كما يعمل على عدم تسريب الغاز من المصباح.
- القاعدة: يحتوي المصباح الكهربائي على قاعدة بشكل حلزوني تقوم بتوصيل المصباح الكهربائي بالدواية.
- نقاط التوصيل: وهي تعتبر من أهم مكونات المصباح الكهربائي إذ تساعد في توصيل الكهرباء إل المصباح، وكذلك تقوم بتوصيل الدائرة الكهربائية بالمصباح.
وظائف أجزاء المصباح الكهربي الداخلية
يتكون المصباح الكهربائي من العديد من الأجزاء الهامة المرئية والغير مرئية والتي تساعد في نجاح عملية توصيل الكهرباء للمصباح والقيام بالإنارة، وهذه الأجزاء عبارة عن:
-
سلك التنجستين:
هو عبارة عن سلك رفيع في حجم الخيط تقريبا، ويتم صنعه من مادة التنجستين الكيميائية، وله القدرة على الإنصهار بدرجة عالية مما يجعله يتحمل درجات الحرارة المرتفعة جدًا من غير أن ينصهر، ودوره في هذه العملية هو زيادة حرارة خيوط التنجستين إلي أن تتوهج حتي ينير المصباح.
-
أسلاك الدعم:
وهي أسلاك داعمة لكافة اجزاء المصباح الكهربائي وتساعد علي توصيل جميع الأجزاء بعضهم ببعض، من خلال المسار الدائري الذي تسكله الإلكترونات.
-
الغازات الغير مرئية:
وهي عبارة عن غازات توجد داخل المصباح ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وقد تكون من ضمن الغازات التي تتسم بالخمول مثل: غاز النيتروجين أو غاز الأرجون، وتعمل هذه الغازات على حماية فتيل التنجستين من الاحتراق، وتقليل توليد الضغط الذي ينتج من الضغط الجوي الخارجي على الكرة الزجاجية ويحافظ عليها من الإنكسار.
-
جذع المصباح:
وتوجد في مركز المصباح ومهمتها تثبيت فتيل التنجستين ودعمه، وهي مصنوعة من الزجاج.
يمكنك الاطلاع على: بحث كامل عن الإشعاع وأنواعه والبلازما وأنواعها
وظائف أجزاء المصباح الكهربي الخارجية
يتكون المصباح الكهربائين من جزئين خارجيين وهما:
- قاعدة المصباح: وتوجد في أسفل المصباح، ومهمة هذه القاعدة تقوم بتثبيت المصباح في قابس الكهرباء بالحائط أو السقف وغيره، فهي تقوم بتوصيل الكهرباء من مزود الكهرباء الرئيسي إلي الدائرة الكهربائية للمصباح.
- الكرة الزجاجية: وهي الهيكل الخارجي للمصباح الذي يحيط بكل أجزاءه الداخيلة وهي تصنع غالياً من مادة الزجاج الشفاف.
كيف يعمل المصباح الكهربي
تعمل المصابيح الكهربائية من خلال حدوث التوهج بسبب ارتفاع درجة الحرارة ويمكن تفسير هذه العملية كالآتي:
يوجد العديد من المدارات التي تحيط بذرات العناصر، فلكل مدار من هذه المدارات طاقة معينة ومحددة يجب أن يكون للإلكترون القدرة على امتلاكها حتي يتثني له البقاء داخل المدار، وفي حالة انتقال الإلكترون إلأي مدار اعلي من المدار الذي فيه فيجب أن يمتلك طاقة أكبر والعكس صحيح إذا ذهب لمدار أقل؛ فيمتلك طاقة أقل.
عند اكتساب الذرة للطاقة فأن الإلكترونات تعود للمدار المنخفض مرة أخري، وحسب قانون الطاقة فأن الطاقة لا تنتهي وإنما تتغير من شكل لآخر، لذلك فأن الإلكترونات تتخلي عن الطاقة المكتسبة أثناء صعودها لمدارات عليا، فتشع طاقة على صورة ضوء.
ويتم ذلك عن طريق لف سلك على مادة التنغستون بطريقة لولبية بين القطبين الكهربائيين،
ويتم تدفق الطاقة عند توصيل المصباح وتشغيله ثم يتم إطلاق كلا من الحرارة والضوء.
تستهلك المصابيح التقليدية طاقة أكبر أثناء عملية إنتاج الحرارة لإنتاج الضوء بما يقارب 95% من الطاقة الكهربائية، بينما المصابيح الموفرة تستهلك حوالي 80% من الطاقة الكهربائية.
نصائح عند التعامل مع المصباح الكهربي
ينبغي على من يتعامل مع المصباح الكهربائي سواء في فكه أو تركيبه أن يكون شديد الحرص والحذر،
- فعند تركيب مصباح كهربائي يجب قبل تثبيته فصل الكهرباء عن الدواية أو القابس الكهربائي،
- وعند فصل كذلك يفعل نفس الشئ ثم يقوم بلف المصباح وإخراجه منها قد تكون درجة حرارة المصباح عالية بعض الشئ،
- لذا من الممكن تركه فترة حتي يبرد.
