المصباح

المصباح 

       مقدمـــــــة :

      

        هناك عدة أنواع من المصابيح الضوئية الكهربائية فمنها ما هو متوهج يطلق الضوء عن طريق

تسخين السلك إلى درجة التوهج ، بينما تولد مصابيح أخرى الضوء من البخار أو الغاز عندما يمر فيه التيار ومنها ما يولد الضوء عندما تقفز الكهرباء ذات الجهد”الفلطية” العالي عبر المسافة بين القطبين. ورغم كل التطور الذي شهده عالم الإضاءة فإن المصباح الكهربائي المتوهج ما زال يعد حتى اليوم المنبع الرئيسي والأكثر شعبية للضوء الاصطناعي في العلم لرخص ثمنه وصغر حجمه .وفي الوقت الحاضر يصنع أكثر من 1500 نوع للمصابيح المتوهجة وقدر ما يطرح في الأسواق بمليارات المصابيح  .

      مصباح التوهج : 

     

    أجزاء المصباح المتوهج تشتمل على فتيلة واحدة أو أكثر ودعامة داخلية وزجاجة وقاعدة.

      عَدُّ المصابيح المتوهجة أكثر مصادر الضوء الكهربائي شيوعًا، وتوجد في كل بيت تقريبًا. كذلك فإن أضواء السيارة،   ومصابيح اليد الكهربائية، هي أيضاً أنواع من المصابيح المتوهجة.

      وتعتمد كمية الإضاءة المنبعثة من مصباح متوهج على كمية الكهرباء التي يستهلكها. ومعظم المصابيح المستخدمة في البيوت   تتراوح قدرتها بين 40 و150 واطًا من القدرة. ويقيس مهندسو الإضاءة كمية الضوء المنبعثة من مصباح ما بوحدة تُدعى لومن.                                                                                 

       فمصباح عادي قدرته 100 واط يُعطي نحو 1,750 لومن.                                                                            وتُطبع كمية القدرة التي يستهلكها مصباح ما بالواط على المصباح نفسه.

ويتكوّن كل مصباح متوهج من ثلاثة أجزاء أساسية :

1ـ الفتيلة .

2ـ الزجاجة .

3ـ القاعدة. وتُصدر الفتيلة الضوء، أما الزجاجة والقاعدة فتساعدان في القيام بهذا العمل.

     الفتيلة (خيط المئبر)

سلك رفيع ملولب. تسري الكهرباء في السلك عند إشعال المصباح. لكن على هذه الكهرباء التغلب على مقاومة الفتيلة. وفي سبيل ذلك تُسخن الكهرباء الفتيلة إلى أكثر من 2,500°م. ودرجة الحرارة العالية هذه تجعل الفتيلة تبعث الضوء. يستخدم صانعو المصابيح فلز التنجستن في صنع الفتائل؛ لأن قوة هذا الفلز تجعله يصمد أمام درجات حرارة عالية دون أن ينصهر. ويتألف الضوء المنبعث من فتيلة تنجستن من خليط من كل ألوان الضوء المنبعث من الشمس.

المصباح المتوهج ذو الثلاثة ممرات تستخدم فيه فتيلتان لتزويد ثلاثة مستويات مختلفة من قوة الضوء. وتساعد الوصلات المختلفة الموجودة في القاعدة على توهج إحدى الفتائل لتعطي ضوءًا بمقدار 50 أو 100 واط، أو توهج كلتا الفتيلتين لتعطيا قوة 150 واط.

تتألف بعض المصابيح من أكثر من فتيلة واحدة. ويمكن إشعال هذه الفتائل فرديًا، حتى يمكن للمصابيح إنتاج كميات مختلفة من الضوء. فمثلاً يمكن أن يحتوي مصباح ما على فتيلة قدرتها 50 واطًا وأخرى قدرتها 100 واط. وتبعًا لطريقة إشعال الفتيلتين منفردتين أو معًا يمكن الحصول على ضوء يقابل 50 واطًا أو 100 واط أو 150 واطًا.

     الزجاجة

تعمل على إبعاد الهواء عن الفتيلة فتحفظها من الاحتراق. وتحتوي معظم المصابيح على خليط من الغازات غالبها من غازي الأرجون والنيتروجين، وذلك بدلاً من الهواء. وتساعد هذه الغازات في إطالة عمر الفتيلة وتمنع الكهرباء من الانتشار داخل الزجاجة.

ُتغطَى زجاجة المصباح عادة بطبقة من طلاء يساعد في بعثرة الضوء من الفتيلة، ويقلل من بهره للعين. وتستخدم لذلك مادة السليكا، أو يمكن حفر الزجاجة بحمض ما. أما المصابيح الملونة، فتُطلى بلون يحجب كل الألوان إلا لون الطلاء. وتنتج المصابيح في أشكال عدة بما في ذلك أشكال كشعلة النار، وأشكال كمثرية، وأخرى مستديرة أو أنبوبية.

وعندما تحترق المصابيح المتوهجة يكون السبب غالبًا التبخر التدريجي للفتيلة، وفي النهاية انقطاعها. وقبل أن يحدث ذلك، فإن تيارات من الغاز داخل الزجاجة تقوم بنشر التنجستن المتبخر على السطح الداخلي للزجاجة. ويتسبب التنجستن المتبخر في ترسيب طبقة سوداء على السطح تدعى اسوداد جدار الزجاجة. وهذا الترسب يحجب بعضًا من الضوء وبالتالي يقلل من كفاءة المصباح.

وفي أحد أنواع المصابيح ويُدعى مصباح التنجستن ـ الهالوجين يمكن تجنب عملية الاسوداد المذكورة آنفًا. ويحتوي مثل هذا المصباح على زجاجة كوارتزية تحتوي على كمية قليلة من عائلة الهالوجين مثل البروم أو اليود. ويتحد الهالوجين داخل الزجاجة مع بخار التنجستن ويكوِّن غازًا. ويتحرك هذا الغاز حتى يلامس الفتيلة لكن حرارة الفتيلة العالية تعمل على حل الغاز. وبذا يعاد ترسيب التنجستن المتبخّر على الفتيلة وينطلق الهالوجين ليتحد مرة أخرى مع التنجستن المتبخر من الفتيلة.

      القاعدة

تحمل المصباح قائمًا وتثبته وتقوم بوصل المصباح بالدائرة الكهربائية.

المصباح الفلوري:

       أداة في شكل أنبوب تنتج ضوءًا كهربائيًا تستعمل على نحو واسع في المصانع والمكاتب والمدارس. والمصابيح المتوهجة أكثر استعمالاً في المنازل من المصابيح الفلورية. ويستهلك المصباح الفلوري من الكهرباء حوالي خُمس ما يستهلكه المصباح المتوهج لإعطاء نفس كمية الضوء. وهو أيضًا ينتج خمس ما ينتج من حرارة، مع مقدار الضوء نفسه. ولهذا السبب، تسمى المصابيح الفلورية أحيانًا الأضواء الباردة. وفضلاً عن ذلك، تعيش المصابيح الفلورية لمدة أطول بكثير من المصابيح المتوهجة.

        ويتكون المصباح الفلوري من أنبوبة زجاجية تحتوي على كمية قليلة من بخار الزئبق، وغاز آخر خامل تحت ضغط منخفض، غالبًا ما يكون غاز الأرْجُوْن. وعلى السطح الداخلي للأنبوبة طبقة من مادة كيميائية تسمى المادة الفسفورية. انظر: المادة الفسفورية. وعلى كل من طرفي الأنبوبة قطب من سلك التَنْجِستِن مغطى بمواد كيميائية تسمى أكاسيد الأتربة النادرة. وتشمل الدورة الفلورية جهازًا يسمى الكابح ، وهو الذي يمد المصباح بالجهد الكهربائي لتشغيله. وينَظِّم الكابح أيضًا سريان التيار الكهربائي في دورة المصباح.

       المقارنة بين مصباح التوهج و المصباح الفلوري :

     يكمن الفرق في مبدأ العمل ، حيث يتركب المصباح الكهربائي من إنتفاخ زجاجي مفرغ من الهواء ممتلىء عادة بأحد الغازات الخاملة (Inert Gas – Gaz inerte) (نقصد بخامل هنا أنه لا يساعد على الأحتراق)، ويوجد في داخل المصباح نوع من السلك المعدني الرفيع اللولبي الشكل يسمى سلك الإضاءة و هو مصنوع من مادة التنجستين والتى تكون لها مقاومة عالية تجعل حرارة الفتيل ترتفع إلى درجة التوهج عند إمرار التيار الكهربائي له. عندما يمر التيار الكهربائي عبره يسخّنه بشدة حتى يشعّ و يتغيّر لونه إلى الأحمر أو الأصفر . و هذا الضوء الذي تستمع به و تستفيد منه سوى نتيجة احمرار السلك و توهّجه . لذلك ترونهم يختارون معدن السلك بحيث يكون شديد و سريع التوهّج .

أما في المصابيح الفلورية :

العنصر الأساسي في انبوبة الفلوريسنت هي الانبوبة الزجاجية المفرغة من الهواء.  هذه الانبوبة تحتوي على القليل من جزيئات الزئبق Hg وغاز خامل هو الأرجون Ar عند ضغط منخفض. كذلك تغطي سطح الانبوبة الداخلي طبقة من مادة فوسفورية. يوجد على طرفي الانبوبة الكترود للتوصيل الكهربي وفي داخل الأنبوبة يتصل الالكترود بفتيلة حرارية تطلق الالكترونات عندما تسخن بمرور التيار الكهربي بها. 

الإستهلاك  للطاقة :

        نتيجة اعتماد عمل المصباح الكهربى ذى الفتيل على مبدأ تحويل الكهرباء إلى حرارة ينتج عنها ضوء فإنه غير كفء فى استهلاك الطاقة ويتجه المستخدم حالياً لمصابيح الفلوروسينت (النيون) لتوفير استهلاك الكهرباء.

        تكلفة الاستهلاك :

        حتى اليوم يؤمن الكثير من الناس بعدم وجود وسائل دقيقة تمكنهم من ضبط استهلاكهم للطاقة الكهربائية وبالتالي «تقريشها» أو عكسها على التكلفة ، وهم محقين في ذلك،  فالمتوفر لدينا الآن هو الكثير من النداءات والقليل من التوعية وأقصد طبعاً: التوعية المجدية. فإن لم تخفض استهلاكك للطاقة سيكون مصيرك مظلماً!  والنتيجة تقنين عشوائي غير مجدٍ ، فالمواطن لم يلحظ ايجابية التزامه بالتخفيض على الفاتورة التي يدفعها- وهو طبعاً الأمر الأهم بالنسبة اليه. وبعد الانتباه لهذا الموضوع انطلقت حملات بسيطة تدعو إلى «ترشيد الاستهلاك» بدلاً من «تخفيض الاستهلاك» وأقصد بالترشيد: الاستخدام الأمثل للجهاز الكهربائي دون المساس براحة مستخدمه أو انتاجيته ودون المساس بكفاءة الجهاز