ما هو المصباح الكهربائي والتصميم ومبدأ التشغيل

هل سبق لك أن تساءلت ما هو المصباح الكهربائي العادي؟ يعرف معظمنا أن أبسط جهاز إضاءة يتكون من قاعدة ومصباح وسلك تنجستن، ولكن كيف يعمل، ولماذا يحترق بمرور الوقت، ولماذا تمتلئ مصابيح المصابيح بالغازات الخاملة؟

سنتحدث عن جميع خصائص "مصابيح إيليتش" البسيطة وأجهزة الفلورسنت وأجهزة LED الحديثة في هذه المقالة.

ما هو المصباح المتوهج

المصباح المتوهج العادي هو مصدر ضوء يعمل بالطاقة، ويتكون الجزء الرئيسي منه من مادة مقاومة للحرارة تعمل كجسم خيطي. وفي معظم الحالات، يتم وضع هذه المادة (الموصل) في دورق مفرغ أو دورق مملوء بالغازات الخاملة. عندما يمر تيار عبر موصل، فإنه يسخن ويبدأ في إصدار وهج ساطع.

مثير للاهتمام! لكي يضيء فتيل التنغستن الموجود في المصباح الكهربائي، يجب تسخينه إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 2000 درجة مئوية. يمكن اعتبار حد درجة الحرارة المتوهجة 3410 درجة مئوية.

تاريخ الخلق

في الواقع، لم يخترع أي عالم أي شيء بمفرده: وهذا ما حدث مع المصباح الكهربائي "الكلاسيكي". في عام 1840، صمم مخترع بريطاني يدعى وارن دي لا رو أول مصباح متوهج يعمل بموصل من البلاتين. قبل ذلك بعامين، في عام 1838، اخترع عالم بلجيكي يُدعى جوبارد أول مصدر للضوء ذو نواة كربونية في العالم. حسنًا، قبل مائة عام بالضبط من نهاية الحرب العالمية الثانية، ابتكر هاينريش جوبل النماذج الأولية للمصابيح الكهربائية الحديثة.

من الجدير بالذكر أن أول مصباح لـ Goebel كان يحتوي على خيط من الخيزران متفحم موضوع في فراغ. واصل العالم العمل على أفكاره لمدة 5 سنوات أخرى، وبعد ذلك قدمها لعامة الناس.

كما قدم العلماء الروس مساهمة كبيرة في الاختراع الذي يستخدمه العالم أجمع الآن. وهكذا، في عام 1874، تم تسجيل أول مصباح كهربائي ذو قلب كربوني موضوع في بيئة خالية من الهواء، باسم ألكسندر نيكولايفيتش لوديجين. كانت المشكلة الكبرى في مصدر الضوء هذا هي أن الكربون كموصل لا يمكن أن يستمر لفترة كافية ويحترق بعد الاستخدام بوقت قصير. مع مرور الوقت، توصلت العقول النيرة على هذا الكوكب إلى فكرة استبدال الفحم بالتنغستن.

مثير للاهتمام! عندما نتحدث عن أجهزة الكهرباء والإضاءة، لا يفوتنا أن نذكر توماس إديسون العظيم. كان هو أول من ابتكر وحصل على براءة اختراع لمصباح متوهج رخيص الإنتاج ومتين (بالنسبة لمعظم الأجهزة في ذلك الوقت).

منذ اختراعه، لم يتغير مصدر الضوء المألوف كثيرًا، لكن التغييرات الفنية ما زالت تحدث فيه: تم استبدال الموصل بمصدر أكثر تقدمًا، وبدأت المساحة داخل المصباح تمتلئ بغاز خاص.

ميزات التصميم ومبدأ التشغيل

يتكون LN القياسي من:

• دورق مملوء بغاز خامل (أو خالي من الهواء على الإطلاق)؛
• قاعدة تعمل في نفس الوقت بمثابة "غطاء" للمبة وعنصر لتوصيل المصباح بالشبكة ؛
• الأقطاب الكهربائية.
• لفائف خيوط تقع على دعامات خاصة؛
• الاتصال الأساسي.

تم اختيار التنغستن كمادة موصلة من أجل تقليل الاستهلاك الحالي للتدفئة وتقليل المقطع العرضي للخيوط إلى أدنى حد ممكن.

مثير للاهتمام! معامل المقاومة للتنغستن أكبر بثلاث مرات من النحاس.

يتم تشغيل اللولب بواسطة تيار من الأقطاب الكهربائية، ويستخدم الموليبدينوم كمادة رئيسية لـ "القرون" التي تم تركيب اللولب عليها: فهو مقاوم للحرارة ولا يتمدد فعليًا عند تسخينه. يزيد استخدام الغاز الخامل من عمر الخدمة المحتمل للدوامة: في بيئة الغاز يكون "أصعب" أن يحترق. أما القاعدة فقد يختلف حجمها والخيوط الموجودة عليها.

الخصائص والأنواع

بالإضافة إلى الأدوية المنزلية المعتادة التي اعتدنا عليها، يحدد الخبراء عدة أصناف أخرى منها:

1. ديكور. تتميز بأشكال المصابيح غير القياسية والإضاءة اللولبية الكبيرة والمنخفضة. غالبًا ما يستخدم المصممون مثل هذه الأجهزة لتنفيذ المشاريع بأسلوب "عتيق".
2. إضاءة. تحتوي على لمبة مطلية من الداخل ولها طاقة منخفضة (تصل إلى 25 واط). إنهم يغيرون ظل التوهج بسرعة، لذلك يحتاجون إلى استبدال متكرر.
3. الإشارة. في السابق، كانت تستخدم على نطاق واسع في أجهزة الإضاءة المختلفة، ولكن اليوم في هذا المجال يتم استبدالها بنشاط بخيارات LED.
4. معكوسة.لمبة هذا المصباح مغطاة جزئيًا بطبقة من الألومنيوم تعكس الضوء بشكل جيد، مما يسمح لها بتركيز الإضاءة على نقطة معينة في مساحة الغرفة.
5. ينقل. يتم استخدامها لتجهيز بصريات السيارات والجرارات والطائرات والسفن البحرية المختلفة وما إلى ذلك. لقد زادت قوتها ومقاومة للاهتزاز.
6. حبلا مزدوج. نوع فرعي خاص يستخدم في إشارات المرور بالسكك الحديدية والطائرات والسيارات.

مرجع. هناك أنواع أخرى من LN، ولكن اليوم تم استبدال معظمها بأجهزة أكثر حداثة، والتي سيتم مناقشتها بمزيد من التفصيل.

المميزات والعيوب

تشمل الصفات الإيجابية لـ LP الكلاسيكي التكلفة المنخفضة والأبعاد الصغيرة والحصانة ضد قطرات الجهد الصغيرة في الشبكة وطيف إضاءة لطيف للرؤية البشرية ومجموعة واسعة من خيارات الطاقة وغياب المكونات السامة أو المكونات الضارة الأخرى في التركيبة و الضوضاء في العملية. إذا تحدثنا عن العيوب، فمن الجدير بالذكر أن عمر الخدمة قصير نسبيًا، والاستهلاك الحالي مرتفع إلى حد ما وخطر الحريق.

مهم! يمكن أن يسخن السطح المحيط بالمصابيح المتوهجة القوية حتى +330 درجة مئوية. احرص!

نطاق التطبيق

تُستخدم شبكات LN الكلاسيكية للإضاءة المنزلية للمباني والمناطق المحلية، والعقارات التجارية، وتستخدم في السيارات والسكك الحديدية والنقل الجوي، ويتم تركيبها في أجهزة الإضاءة المحمولة (مصابيح الجيب، وما إلى ذلك)، وتستخدم في السينما والتصميم والطب والعديد من القطاعات الأخرى من الحياة.

تصميم ومبدأ تشغيل الأنواع الحديثة من المصابيح

تشمل أجهزة الإضاءة الحديثة أجهزة الهالوجين والفلورسنت والموفرة للطاقة وأجهزة LED. دعونا نفكر في كل نوع على حدة.

الهالوجين

تعد هذه الأجهزة نسخة حديثة من شبكات LN الكلاسيكية. وتمتلئ قارورة هذا الجهاز بالهالوجين، الذي يتفاعل مع التنغستن الذي يتبخر مع تسخينه. هذا يسمح لك بإطالة عمر الجهاز. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الكوارتز في مصابيح الهالوجين. تتميز أجهزة الإضاءة الهالوجينية عادةً بخصائص أداء أعلى من المصابيح التقليدية.

الانارة

وتسمى هذه الأجهزة أيضًا مصابيح الفلورسنت. تتميز بجودة تجسيد الألوان العالية، مما يسمح باستخدامها في إضاءة نوافذ المتاجر والأرفف. بالمقارنة مع LN، يستهلك جهاز الانارة طاقة أقل بمقدار 4-5 مرات ويتمتع بعمر خدمة أطول. كما أن لها عيوبها - الأداء الضعيف في درجات الحرارة المنخفضة ومحتوى المواد الضارة (بما في ذلك الزئبق) في بعض النماذج.

توفير الطاقة

السمة الرئيسية لأجهزة الإضاءة الموفرة للطاقة هي الوحدة الإلكترونية التي تضمن إشعال المصباح وتشغيله. يتميز هذا الجهاز بتشغيل أكثر استقرارًا واستهلاك أقل للطاقة وعمر خدمة أطول ومجموعة واسعة من الألوان المتاحة.

مهم! في إنتاج المصابيح الموفرة للطاقة، يتم استخدام المواد الخطرة على الطبيعة والإنسان، لذلك يجب أن يتم التخلص منها حصرا من خلال نقاط تجميع خاصة.

قاد

يستخدم تصميم هذه المصابيح بلورات أشباه الموصلات: فهي تخلق توهجًا عندما يمر التيار الكهربائي من خلالها.بالمقارنة مع نفس أجهزة الهالوجين، فإن أجهزة LED أكثر كفاءة بحوالي 4 إلى 7 مرات، ومن حيث عمر الخدمة، يمكن أن يستمر هذا الجهاز حتى 50000 ساعة. يعتبر العيب الوحيد لمصابيح LED هو تكلفتها العالية، ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار التوفير في الصيانة والاستهلاك، فإن شرائها أكثر ربحية على المدى الطويل.

لذلك اكتشفنا ما هو المصباح الكهربائي، ونظرنا في معظم أنواع الخيارات الحديثة وغير الحديثة. نأمل أن يكون لديك الآن فكرة عامة عن ميزات عملها.