تويت
الضوء الكهربائي ( Electric light )
☰ جدول المحتويات
المصابيح المتوهّجة
الفتيلة
الزجاجة
القاعدة
الضوء الكهربائي نبيطة تستخدم الطاقة الكهربائية لإنتاج ضوء مرئي. وإلى أن أصبح الضوء الكهربائي شائعًا في بدايات القرن العشرين كان الناس يرون في الليل بالاعتماد على أضواء الشموع والنار ومصابيح الغاز أو مصابيح الزيت.
وتدل كلمة مصباح إما على مصدر ضوءٍ كهربائي وإما على الهيكل الذي يحوي المصدر. وتبحث هذه المقالة في مصادر الضوء الكهربائي وتستخدم كلمة مصباح لتدل على مصدر ضوئي. وهناك نوعان رئيسيان من المصابيح 1ـ مصابيح متوهجة 2ـ مصابيح التفريغ الغازي. لمزيد من المعلومات عن استخدامات الضوء الكهربائي. ★ تَصَفح: الإضاءة.
المصابيح المتوهّجة
تُعَدُّ 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.
يتكوّن 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.
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.
☰ جدول المحتويات
المصابيح المتوهّجة
الفتيلة
الزجاجة
القاعدة
 |
| الأضواء الكهربائية أنارت جسر لندن عام 1881م. وقد أبقي على الأضواء الغازية التي كانت موجودة قبل ذلك لاستخدامها في الأحوال الطارئة. |
وتدل كلمة مصباح إما على مصدر ضوءٍ كهربائي وإما على الهيكل الذي يحوي المصدر. وتبحث هذه المقالة في مصادر الضوء الكهربائي وتستخدم كلمة مصباح لتدل على مصدر ضوئي. وهناك نوعان رئيسيان من المصابيح 1ـ مصابيح متوهجة 2ـ مصابيح التفريغ الغازي. لمزيد من المعلومات عن استخدامات الضوء الكهربائي. ★ تَصَفح: الإضاءة.
المصابيح المتوهّجة
 |
| أجزاء المصباح المتوهج تشتمل على فتيلة واحدة أو أكثر ودعامة داخلية وزجاجة وقاعدة. |
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.
يتكوّن 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.
 |
| 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.