تويت
مصابيح التونجستن الكهربية
حين يمر التيار الكهربى فى موصل Conductor ، يقل فرق الجهد الكهربى Voltage نتيجة لمقاومة Resistance هذا الموصل لمرور التيار ، وترتفع درجة حرارة الموصل . فإن كان الموصل صغيرا أو كان التيار شديدا فسوف يتوهج Gow هذا الموصل ، ويزيد التوهج كما يتغير لونه نحو الإبيضاض كلما زادت شد. التيار . ولو ظل هذا الموصل معرضا للهواء وسوف يتأكسد تدريجيا حتى يحترق ، أما لو كان معزولا عن الهواء أو كان محاطا بغاز خامل Inert Gas ، فمن المؤكد أن يستمر فى عمله لفترة طويلة رغم ارتفاع درجة حرارته كثيرا دون أن تتأثر قدرته على أداء هذا العمل . وبناء على الحقائق السابقة نجح إديسون Edison في عام ۱۸۷۹ فى صناعة مصابيح كهربية متوهجة Incandescent lamps تتكون من فتيلة رفيعة من الكربون Carbon Filament وكان الضوء المنبعث منها مائلا للاحمرار ، كما كانت كفاءتها Efficiency منخفضة للغاية ( تقرب من حوالى ۲٫٥ ليو من لكل وات ، وسوف نعود الشرح المقصود من هذا التعبير).
ولم تكن المصابيح ذات فتيلة الكربون بصالحة لأغراض التصوير الضوئى ، فمن جانب، كانت مادة الكربون قابلة للتبخر Volatalise، مما يؤدى إلى اسوداد السطح الداخلى للزجاج ، فتقل الطاقة الضوئية المنبعثة من المصباح. ومن جانب آخر لم يكن لون الأشعة ( المائلة للإحمرار ) ملائما للحساسية الطيفية Spectral Sensitivity للأفلام التي كانت متوافرة آنئذ وهي الأفلام الحساسة للأشعة الزرقاء Blue Sensitive Emulsions .
تم وجد أن للمعادن - ولا سيما معدن التونجستن Tungsten كبيرة على مقاومة الحرارة العالية مع زيادة قدرته على بعث طاقة ضوئية أكبر رغم ثبات شدة التيار الكهربى، ومع ميل لون الأشعة إلى الإبيضاض عما كان معتادا بالنسبة للمصابيح التي تستخدم فيها فتيلة الكربون .
ثم جرت تحسينات تالية تتلخص في جعل فتيلة التونجستن في وسط فاز خامل مثل غاز الأرجون Argon أو غاز النتروجين Nitrogen ، وهى غازات تقاوم تبحر مادة الفتيلة ، وعملت على زيادة الكفاءة الضوئية للمصابيح ، وملاءمة خصائصها الطيفية للحساسية الطيفية للأفلام الحساسة المستخدمة حاليا . وبذلك صارت مصابيح التو نجستن الكهربى هى أكثر مصادر الضوء الصناعي المستخدمة فى التصوير الضوئى سواء الأبيض الأسود أو الملون .
أجزاء مصباح التونجستن الكهربى :
يتكون المصباح من أجزاء أربعة رئيسية مهما اختلف الغرض المطلوب منه . وهذه الأجزاء هي :
(أ) الغلاف الزجاجي glass bulb : وبعد لحامه مع باقي أجزاء المصباح يصير محكما ضد تسرب الغازات منه أو إليه .
(ب) Mount : وهو الجزء الذى يوجد فيه الأسلاك التي توصل التيار الكهربي إلى الفتيلة .
(ج) الفتيلة Filament : وهى تتكون من أسلاك طويلة نسبيا من معدن التونجستن. ونظرا لطولها لذلك يقتضى الأمر لفها على هيئة ملف Coii ويختلف شكله وفقاً للغرض المطلوب من المصباح (شكل ۱۲). ويعلق هذا الملف على سلك من معدن آخر مقاوم للحرارة الشديدة مثل الموليبدينوم Molybdenum ، ومن البديهي أن يجرى العمل على عزل هذا السلك، ولذلك يثبت في قاعدة من الزجاج أو الصيني Porcelain .
وتتوقف الطاقة الضوئية التي تبعثها الفتيلة على عوامل عدة منها الـ Wattage ( الذي يدل على الاستهلاك الكهربى ) ، ومدى ارتفاع درجة حرارة الفتيلة ، غير أنه بارتفاع درجة حرارتها كثيرا يزيد معدل تبخر Evaporation rate الفتيلة ويقصر عمرها ، كما أن لطول ملف الفتيلة وسمكها تأثيراً على الطاقة الضوئية. وتتوقف - إلى حد بعيد - درجة تباين الإضاءة Lighting contrast على قطر الفتيلة ، فكلما صغرت المساحة التي ينبعث منها الضوء زاد تباين الإضاءة ، وبالعكس تصير الإضاءة أكثر نعومة Soft كلما اتسع قطر الفتيلة أو زادت مساحة الرقعة التي ينبعث منها الضوء .
( د ) القاعدة Cap أو Base : وهو الجزء الذي بواسطته يثبت المصباح في مكانه في جهاز الإضاءة فى الدواية . وهناك أشكال عديدة للقاعدة ( نبين منها نوعان في شكل ١٣ ) . وقد تكون القاعدة حلزونية على هيئة قلاووظ Screw أو على هيئة نتوء بارزة مختلفة الأشكال.
حين يمر التيار الكهربى فى موصل Conductor ، يقل فرق الجهد الكهربى Voltage نتيجة لمقاومة Resistance هذا الموصل لمرور التيار ، وترتفع درجة حرارة الموصل . فإن كان الموصل صغيرا أو كان التيار شديدا فسوف يتوهج Gow هذا الموصل ، ويزيد التوهج كما يتغير لونه نحو الإبيضاض كلما زادت شد. التيار . ولو ظل هذا الموصل معرضا للهواء وسوف يتأكسد تدريجيا حتى يحترق ، أما لو كان معزولا عن الهواء أو كان محاطا بغاز خامل Inert Gas ، فمن المؤكد أن يستمر فى عمله لفترة طويلة رغم ارتفاع درجة حرارته كثيرا دون أن تتأثر قدرته على أداء هذا العمل . وبناء على الحقائق السابقة نجح إديسون Edison في عام ۱۸۷۹ فى صناعة مصابيح كهربية متوهجة Incandescent lamps تتكون من فتيلة رفيعة من الكربون Carbon Filament وكان الضوء المنبعث منها مائلا للاحمرار ، كما كانت كفاءتها Efficiency منخفضة للغاية ( تقرب من حوالى ۲٫٥ ليو من لكل وات ، وسوف نعود الشرح المقصود من هذا التعبير).
ولم تكن المصابيح ذات فتيلة الكربون بصالحة لأغراض التصوير الضوئى ، فمن جانب، كانت مادة الكربون قابلة للتبخر Volatalise، مما يؤدى إلى اسوداد السطح الداخلى للزجاج ، فتقل الطاقة الضوئية المنبعثة من المصباح. ومن جانب آخر لم يكن لون الأشعة ( المائلة للإحمرار ) ملائما للحساسية الطيفية Spectral Sensitivity للأفلام التي كانت متوافرة آنئذ وهي الأفلام الحساسة للأشعة الزرقاء Blue Sensitive Emulsions .
تم وجد أن للمعادن - ولا سيما معدن التونجستن Tungsten كبيرة على مقاومة الحرارة العالية مع زيادة قدرته على بعث طاقة ضوئية أكبر رغم ثبات شدة التيار الكهربى، ومع ميل لون الأشعة إلى الإبيضاض عما كان معتادا بالنسبة للمصابيح التي تستخدم فيها فتيلة الكربون .
ثم جرت تحسينات تالية تتلخص في جعل فتيلة التونجستن في وسط فاز خامل مثل غاز الأرجون Argon أو غاز النتروجين Nitrogen ، وهى غازات تقاوم تبحر مادة الفتيلة ، وعملت على زيادة الكفاءة الضوئية للمصابيح ، وملاءمة خصائصها الطيفية للحساسية الطيفية للأفلام الحساسة المستخدمة حاليا . وبذلك صارت مصابيح التو نجستن الكهربى هى أكثر مصادر الضوء الصناعي المستخدمة فى التصوير الضوئى سواء الأبيض الأسود أو الملون .
أجزاء مصباح التونجستن الكهربى :
يتكون المصباح من أجزاء أربعة رئيسية مهما اختلف الغرض المطلوب منه . وهذه الأجزاء هي :
(أ) الغلاف الزجاجي glass bulb : وبعد لحامه مع باقي أجزاء المصباح يصير محكما ضد تسرب الغازات منه أو إليه .
(ب) Mount : وهو الجزء الذى يوجد فيه الأسلاك التي توصل التيار الكهربي إلى الفتيلة .
(ج) الفتيلة Filament : وهى تتكون من أسلاك طويلة نسبيا من معدن التونجستن. ونظرا لطولها لذلك يقتضى الأمر لفها على هيئة ملف Coii ويختلف شكله وفقاً للغرض المطلوب من المصباح (شكل ۱۲). ويعلق هذا الملف على سلك من معدن آخر مقاوم للحرارة الشديدة مثل الموليبدينوم Molybdenum ، ومن البديهي أن يجرى العمل على عزل هذا السلك، ولذلك يثبت في قاعدة من الزجاج أو الصيني Porcelain .
وتتوقف الطاقة الضوئية التي تبعثها الفتيلة على عوامل عدة منها الـ Wattage ( الذي يدل على الاستهلاك الكهربى ) ، ومدى ارتفاع درجة حرارة الفتيلة ، غير أنه بارتفاع درجة حرارتها كثيرا يزيد معدل تبخر Evaporation rate الفتيلة ويقصر عمرها ، كما أن لطول ملف الفتيلة وسمكها تأثيراً على الطاقة الضوئية. وتتوقف - إلى حد بعيد - درجة تباين الإضاءة Lighting contrast على قطر الفتيلة ، فكلما صغرت المساحة التي ينبعث منها الضوء زاد تباين الإضاءة ، وبالعكس تصير الإضاءة أكثر نعومة Soft كلما اتسع قطر الفتيلة أو زادت مساحة الرقعة التي ينبعث منها الضوء .
( د ) القاعدة Cap أو Base : وهو الجزء الذي بواسطته يثبت المصباح في مكانه في جهاز الإضاءة فى الدواية . وهناك أشكال عديدة للقاعدة ( نبين منها نوعان في شكل ١٣ ) . وقد تكون القاعدة حلزونية على هيئة قلاووظ Screw أو على هيئة نتوء بارزة مختلفة الأشكال.
تعليق