تُعتبر أنواع المصابيح من المعلومات الأساسية التي يسعى الكثير من الأفراد للتعرف عليها وفهم استخدام كل نوع. سيتناول هذا المقال جميع المعلومات ذات العلاقة بأنواع المصابيح وأهم المميزات والعيوب المرتبطة بكل منها.
ما هو المصباح الكهربائي؟
- يعد المصباح الكهربائي عنصراً أساسياً في حياة الأفراد وفي العالم بشكل عام، حيث يعتبر مصدراً رئيسياً للإنارة.
- يُعرّف المصباح على أنه مصدر للطاقة الضوئية الناتجة عن تحويل الطاقة الكهربائية.
- يعمل المصباح من خلال مرور تيار كهربائي عبر وسط يُعرف بمصباح أُكسيد الكربون أو المصباح المتوهج.
- تشكل المصابيح المصدر الرئيسي للإضاءة الكهربائية في مختلف جوانب الحياة اليومية.
من هو مخترع المصباح الكهربائي؟
- عند تناول أنواع المصابيح، من الضروري الإشارة إلى مخترع المصباح الكهربائي.
- يُعتبر توماس أديسون هو مبتكر المصباح الكهربائي.
- يرجع الفضل إلى توماس أديسون كواحد من أعظم العلماء والمخترعين في التاريخ الأمريكي والعالمي، حيث يُنسب إليه أكثر من 200 اختراع.
- ساهم أديسون في تحسين حياة الناس من خلال مجموعة من الابتكارات الهامة في مجالات متنوعة، مثل بطاريات السيارات.
- تُعتبر محاولات توماس أديسون لتطوير المصباح الكهربائي ملحوظة، حيث قام بأكثر من 999 محاولة قبل الوصول إلى النجاح.
- تم تطوير أول مصباح يحتوي على أسلاك الكربون في عام 1879م، والذي يُعد نقطة تحول في تاريخ الإضاءة.
أنواع المصابيح
- مع تقدم البشرية وتطور التكنولوجيا، ظهرت أنواع متعددة من المصابيح.
- يمكن تصنيف هذه الأنواع إلى قسمين رئيسيين هما: مصابيح التفريغ الغازي ومصابيح الفتيلة، وذلك حسب التركيب.
مصابيح التنجستين
- تُعد مصابيح التنجستين من أنواع مصابيح الفتيلة وتعرف أيضاً باسم المصابيح الحرارية بسبب قدرتها على تحمل درجات حرارة مرتفعة.
- تتميز هذه المصابيح بقدرتها على إنتاج ضعف معدل تبخر السلك المعدني.
- يتكون مصباح التنجستين من فتيلة كهربائية تحتوي على غاز يُعرف بغاز الحامل.
- يعمل الغاز الخامل على خفض تبخر معدن الفتيلة ويحميها من الأكسدة.
- تكافئ الكفاءة الضوئية لهذه المصابيح حوالي 10 لومن/وات، مما يعتبر منخفضًا نسبيًا.
- رغم كفاءتها المنخفضة، فإنها تُستخدم في العديد من المجالات مثل إشارات المرور والمركبات.
- من سمات مصابيح التنجستين أنه يمكن نقلها بأمان، كما أنها تتحمل فقدان الجهد دون تأثير ملحوظ.
- تُعرف مصابيح التنجستين بأنها دافئة ولا تتأثر بتكرار الفتح والغلق.
مصابيح التنجستين الهالوجينية
- تمثل مصابيح التنجستين الهالوجينية النوع الثاني من مصابيح الفتيلة، حيث تتميز بقدرتها على احتواء حرارة عالية.
- يتشابه هذا النوع مع مصابيح التنجستين، حيث تم إضافة مواد هالوجينية مثل الفلور واليود.
- تواصل هذه المصابيح تحسين الكفاءة الضوئية، حيث تُقدر بحوالي 21 لومن/وات.
- تُقلل هذه المصابيح من ظاهرة السواد الداخلي.
- تدعم المصابيح الهالوجينية دورة استرجاعية للفتيل والمادة الهالوجينية، مما يطيل عمرها الافتراضي إلى 2000 ساعة.
- تُستخدم هذه المصابيح في الأماكن التي تحتاج قوة إضاءة مرتفعة، مثل المسارح والمتاجر ومصابيح السيارات.
- كما تُعتبر شائعة في المنازل بسبب كثافة إضاءتها وكفاءتها الاقتصادية.
مصابيح بخار الزئبق
- تمثل مصابيح بخار الزئبق أحد أنواع مصابيح التفريغ الغازي التي تقوم بتوصيل الكهرباء من خلال غاز تحت ضغط.
- تتكون هذه المصابيح من زجاجة خارجية تحمي أنبوبة التفريغ الداخلية.
- تحتوي على عدد من الإلكترو كما تحتوي أيضًا على مادة الأرجون والزئبق.
- تُعرف هذه المصابيح بمصابيح الزئبق الفلورية بسبب وجود الفسفور في تكوينها.
- تحتاج إلى مادة فلورية في تركيبتها بسبب الإشعاعات غير المرئية التي تصدرها والتي تتواجد في الأشعة فوق البنفسجية.
- تُستخدم لإنارة الشوارع بكفاءة ضوئية تصل إلى 60 لومن/وات.
- يجب عدم وضعها في مستوى رؤية الأعين، ويستحسن أن تُوضع في مكان أعلى.
- رغم مميزاتها، تحتاج هذه المصابيح إلى وقت تشغيل يتراوح بين سبعة دقائق، وقد يكون نقلها غير آمن.
- مصابيح الفلورسنت هي نوع آخر مهم من المصابيح التي تصنف تحت مصابيح التفريغ الغازي.
- تُعرف أيضًا بمصابيح الزئبق منخفضة الضغط.
- تتكون من إلكترودين (الكاثود والأنود) يتواجدان على طرفي المصباح.
- تُولد الإلكترونات عند تسخين الإلكترود، ويتم وضعه داخل أنبوبة تحتوي على بخار الأرجون والزئبق.
- تحتوي أيضًا على مادة فسفورية تمتص الأشعة غير المرئية.
- تتمتع بكفاءة ضوئية عالية، مما يجعلها موثوقة في العديد من الاستخدامات.
كفاءة مصابيح الفلورسنت
- تصل الكفاءة الضوئية لمصابيح الفلورسنت إلى حوالي 80 لومن/وات، مما يُعتبر عاليًا.
- تتميز بوقت تشغيل قصير يصل إلى 5 ثوان.
- تتوفر بعدة ألوان، بما في ذلك الدافئ والأبيض والمتوهج.
- تتعرض مصابيح الفلورسنت للتأثيرات الحرارية، حيث يُعتبر معامل القدرة فيها منخفضًا للغاية.
- إذا انخفض الجهد عن 75%، فإن تشغيل المصباح يصبح غير ممكن.
المصباح الكهربائي الهاليد المعدني
- تتكون مصابيح الهاليد المعدنية من عنصرين: اليود (وهو عنصر هالوجيني) والثاليوم أو الصوديوم.
- تتميز هذه المصابيح بكفاءة ضوئية تصل إلى 100 لومن/وات.
- تعتبر آمنة في نقل الضوء، حيث تتراوح نسبة الضوء بين 60-90.
- تحتاج إلى وقت تشغيل يصل إلى ست دقائق، وتُستخدم غالبًا في الملاعب.
مصابيح الصوديوم قليلة الجهد
- تشبه مصابيح الصوديوم قليلة الجهد مصابيح الفلورسنت، حيث تُعتبر من أنواع التفريغ الغازي.
- يُعتبر الفرق الرئيسي بين مصباح الصوديوم والمصباح الفلوري هو عدم الحاجة لمادة الفسفور.
- تعمل عبر إنتاج الضوء باستخدام التفريغ الغازي في وسط يحتوي على غاز خامل وصوديوم.
- تتميز بإنتاج لون ضوء أصفر غير موحد، خلافًا لمصابيح الزئبق.
- مصابيح الصوديوم تحافظ على درجات الحرارة من خلال نظام عزل خاص بالأنبوب.
- تمتاز بكفاءة ضوئية مرتفعة تصل إلى 183 لومن/وات.
- قد تحتاج إلى وقت يصل إلى عشرة دقائق للتشغيل، لكنها تُستخدم غالبًا في الإضاءة الخارجية، مثل المطارات.
مصابيح الصوديوم عالية الجهد
- تعتمد فكرة تشغيلها على تفريغ بخار مادة الصوديوم عند جهد عالي.
- تشبه هذه المصابيح مصابيح الزئبق عالية الجهد، لكن الاختلاف يكمن في تركيب المادة داخل المصباح.
- تتباين موجات الإشعاع بين مصابيح الصوديوم عالية الجهد وتلك التي منخفضة الجهد، مما يُوسع نطاق الألوان.
- تتميز بالقدرة على حماية الأنبوبة من الحرارة عبر استخدام غلاف زجاجي.
- تكافئ الكفاءة الضوئية في هذه المصابيح حوالي 125 لومن/وات.
- تتطلب وقت تشغيل يصل إلى ست دقائق وتُستخدم بشكل شائع في الإضاءة الخارجية.
