اختراع المصباح الكهربائي: كيفية إضاءة العالم باستخدام الطاقة الكهربائية

يتساءل العديد من الأفراد عن المصباح الكهربائي وتاريخ اختراعه، حيث شهدت هذه الفكرة العديد من المحاولات قبل أن يحقق أحد المخترعين النجاح في إنجازها.

تتواجد مصابيح الإنارة اليوم بأنواع متعددة، وقد تطورت هذه الأنواع بفعل تطور التكنولوجيا والعلم. الآن، هناك طرق متنوعة لتوليد الطاقة الكهربائية مثل الفحم والغاز الطبيعي والبترول، بالإضافة إلى تقنيات جديدة أخرى.

المصباح الكهربائي

المصباح الكهربائي هو جهاز صغير يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء. تشمل أنواع المصابيح المتاحة اليوم مصابيح الزئبق والهاليد والفلوريسنت من بين غيرها.

كان الإنجاز الأول في اختراع المصباح الكهربائي ناجحًا بعد مجموعة من المحاولات الفاشلة، على يد المخترع الأمريكي توماس أديسون، الذي طور المصباح الذي استمر في العمل لمدة تقارب 40 ساعة.

تاريخ اختراع المصباح الكهربائي

قبل أن يحقق توماس أديسون اختراعه، كانت هناك تجارب سابقة لم تنجح. مراحل اختراع المصباح الكهربائي تشمل:

• في عام 1802، قام المخترع الإنجليزي همفري ديفي بإنشاء مصباح قوس كهربائي، ليصبح بذلك الأول في التاريخ.
• عمل هذا المصباح بواسطة فحم، حيث تم توصيل البطارية الكهربائية أو كومة الفولتية بالفحم.
• سمي “مصباح القوس” بسبب شكل الضوء المنبعث منه.
• رغم ذلك، كان استخدمه محدودًا بسبب ضعفه في الإضاءة.
• استمر العلماء والكيميائيون في تطوير الفكرة حتى أواخر القرن الثامن عشر.
• في عام 1840، قام العالم Warren De la Rue بإنشاء مصباح كهربائي باستخدام خطوط من البلاتين، لكنها كانت تكاليفها مرتفعة ولم تحقق نجاحاً كبيراً.
• في عام 1848، أدى المخترع ويليام ستايت تحسينات على تصميم همفري ديفي، لكن ارتفاع تكلفة البطاريات عرقل نجاحه.
• أما أقدم مصباح كهربائي يعتبر من اختراع أليساندرو فولتا، والذي كان يعتمد على سلك نحاسي وكومة كهربائية.

اختراع المصباح الكهربائي الناجح

بعد تجارب عديدة، جاء توماس أديسون لينجح باختراع المصباح الكهربائي بفضل:

• أكثر من 20 مخترا قد عملوا على فكرة المصباح الكهربائي قبل أديسون.
• نجح أديسون في اختراعه للمصباح الكهربائي عام 1879.
• كان المصباح يعمل بكفاءة وكان له نجاح تجاري ولم يكن مكلفًا.
• تمت الإشارة إلى اختراع أديسون بفضل تفوقه في هذا المجال.
• تميز مصباح أديسون بمقاومة مرتفعة وتوزيع جيد للطاقة.
• رغم كفاءته، كان المصباح رخيصًا مما ساهم في انتشاره.
• شارك أديسون في العديد من التجارب لتطوير المصباح، مستهلكًا الكثير من المواد والأدوات.
• كانت أهم مشكلة تواجهه وزملاءه هي نقص الخيوط الطويلة اللازمة.
• بفضل محاولاته، أدرك أديسون أن خيوط القطن المتفحّمة كانت الأكثر ملاءمة.

براءة اختراع المصباح الكهربائي

• حصل توماس أديسون على براءة الاختراع في يناير عام 1880.
• استطاع أديسون جعل المصباح يعمل لمدة تصل إلى 13 ساعة.
• اعتمد أديسون على خيوط القطن لإنارة المصباح الكهربائي.
• في عام 1882، تم تنفيذ خيوط من الخيزران قادرة على الإنارة لمدة 120 ساعة.
• استخدمت هذه الخيوط في مدينة نيويورك لإنارة أكثر من 20 مبنى.

ما هي أجزاء المصباح الكهربائي؟

يتكون المصباح الكهربائي من مكونات عديدة سواء الداخلية أو الخارجية، والأجزاء الأساسية تشمل:

• الفتيل المعدني المسؤول عن التوهج الموجود في غطاء المصباح الزجاجي، وهو سلك رقيق.
• غاز النيتروجين الخامل في الغطاء الزجاجي.
• القاعدة المعدنية التي تحتوي على أسلاك معدنية متصلة بالدائرة الكهربائية.
• اللمبة الزجاجية التي تحتوي على جميع مكونات المصباح، بما في ذلك الغاز الخامل.
• الملامسات المعدنية التي تتكون من أسلاك صلبة بخيوط رفيعة من المعدن.

ما هي استخدامات المصباح الكهربائي؟

يستخدم المصباح الكهربائي في العديد من التطبيقات، ويعتبر من مصادر الإضاءة الأساسية. من استخداماته:

• إنارة المنازل والشركات.
• إنارة الأماكن ذات درجات الحرارة المنخفضة مثل الثلاجات.
• إنارة الأماكن ذات درجات الحرارة المرتفعة مثل الأفران والميكروويف.
• إنارة القطع الفنية في غرف النوم والمنازل.
• إنارة كشافات السيارات.
• استخدام المصابيح اليدوية خلال الطوارئ، مثل انقطاع الكهرباء.

من هو توماس أديسون؟

يُعتبر توماس أديسون من أبرز المخترعين الذين أثروا في التاريخ، حيث عرف بفضل اختراعه للمصباح الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك، لديه العديد من الاختراعات المهمة الأخرى، منها الكاميرا والفونوغراف، الذي يعد جهازًا لتسجيل الصوت.

أشكال الطاقة المستخدمة في المصابيح الكهربائية

تتوفر مجموعة من أشكال الطاقة المستخدمة لإنارة المصابيح الكهربائية، مثل:

• الفحم، الذي يعد مصدرًا شائعًا في محطات توليد الكهرباء.
• الغاز الطبيعي، الذي يُستخدم كوقود وأيضًا لتوليد الكهرباء في المحطات.
• الديزل، وهو من مشتقات النفط، يُعتبر ذا كفاءة أعلى من الفحم ولكنه عالي التكلفة.

متى وُلِد توماس أديسون؟

• وُلِد توماس أديسون، مخترع المصباح الكهربائي، في فبراير 1847.
• نشأ في الولايات المتحدة الأمريكية، وتحديدًا في ولاية أوهايو.
• انتقلت عائلته إلى أمريكا هربًا من كندا بسبب موقفهم السياسي ضد بريطانيا.
• فقد أديسون سمعه في صغره بسبب الإصابة بالحمى القرمزية.
• لم يُحقق أديسون النجاح الأكاديمي في المدرسة بسبب رغبة الاستكشاف والمعرفة، مما تسبب في مشاكل له.
• تولت والدته تدريسه في المنزل، وكانت تقدم له مجموعة من الكتب العلمية.

اختراعات توماس أديسون

حقق أديسون العديد من الاختراعات، ومن أبرز ما قام بإنشائه:

جهاز الفونوغراف

• جهاز لتسجيل الصوت يُستخدم للاستماع إليه لاحقاً.
• كان هذا الابتكار محبوبًا بشكل خاص لدى أديسون.
• أول رسالة تم تسجيلها كانت تهنئة من أديسون، حيث أعلن أن ماري تحمل.

الكاميرا المتحركة

• جهاز يشبه الفونوغراف، لكنه يسجل الصور بدلًا من الصوت.
• تم تصوير أول فيلم قصير باستخدام الكاميرا المتحركة التي ابتكرها أديسون في عام 1888.

المصباح الكهربائي

• لم يخترع أديسون المصباح من الصفر، بل قام بتطويره.
• حصل أديسون على براءة الاختراع، بفضل تحسيناته التي أدت إلى تقليل التكلفة والجهد، وإنشاء عازل داخل المصباح.