المصباح الكهربائي

المصباح

المِصْباح أو السِّراج أداة يستخدمها الناس في إنتاج الضوء. ويصنف المصباح واحداً من أهم الاختراعات. فمنذ اختراع المصباح منذ عدة آلاف من السنين، لم يعد الناس يعتمدون بشكل كامل على الشمس للحصول على الضوء. وبهذا، فقد يسرت المصابيح العمل للناس والمشاركة في عدد لاحصر لهُ من الأنشطة باستخدام الإضاءة الاصطناعية. وكان الناس قديماً يستخدمون المصابيح التي تنار بوقود خاص كالزيت أو النفط والآن ظهرت المصابيح الحديثة التي تنار بالطاقة الكهربائية.

أجزاء المصباح الكهربائي

الفتيلة: هي سلك رفيع ملولب مصنوع من مادة “التنغستين” ويستخدم صانعو المصابيح مادة “التنغستين” في صنع الفتائل لأنها مادّة تصمد أمام درجات حرارة عالية دون أن تنصهر.

وعند إشعال المصباح يقوم الكهرباء بتسخينه إلى أكثر من 2500 درجة مئوية هذه الدرجة العالية تجعل الفتيلة يبعث الضوء.

الزجاجة: الزجاجة مصنوعة من البلور وهي خالية من الهواء حتى تحفظ الفتيلة من الاحتراق. وتحتوي معظم المصابيح على خليط من الغازات غالبها من غازي الأرقون والنيتروجين، وذلك بدلاً من الهواء. وتساعد هذه الغازات في إطالة عمر الفتيلة وتمنع الكهرباء من الانتشار داخل الزجاجة.

القاعدة: تصنع القاعدة عادة من الألمنيوم.
يمكن أن يكون شكلها حلزونيا أو مسماريا وهى تربط المصباح بالدواية.

نقاط التوصيل: وهي متكونة من قطبين تلمس سلك الدواية من أجل إضاءة المصباح وسطوع ضوء.

من اخترع المصباح الكهربائي

ولد العالم توماس ألفا أديسون مخترع المصباح الكهربائي في الحادي عشر من شهر شباط لعام 1847م في مدينة ميلان، في ولاية أوهايو، وقد حصل هذا المخترع على القليل من التعليم الرسمي، وعلى الرّغم من ذلك فقد حصل على أول براءة اختراع له في عام 1868م وكان عبارة عن مسجّل صوت كهربائي.[١] اختبر أديسون مع مجموعة من الباحثين في مختبر أديسون في مينلوبارك أكثر من 3000 تصميم للمصابيح، في فترة ما بين (1878م-1880م)، وقدم أديسون براءة اختراع المصباح الكهربائي الذي يستخدم خيط الكربون في عام 1879م.

اخترع أديسون في عام 1879م مصباحه الكهربائي، الذي تكوّن من خيوط من الكربون، ووضعها في لمبة مفرغة من الأكسجين، وتمكّن هذا المصباح من التوهّج لمدّة أربعين ساعة، وكان ذلك تطويراً لبراءة الاختراع عام 1875م التي اشتراها أديسون من المخترعين هنري وإدوارد، وماثيو إيفانر، وبحلول عام 1880م تمكّن المصباح من الاستمرار في التوهّج لمدة 600 ساعة، وبالتالي أصبح المصباح موثوقاً بما فيه الكفاية للتّسويق تجارياً.

طريقة عمل المِصباح

عند تدفّق الإلكترونات النّاتجة من سريان التيّار الكهربائيّ عبر السّلك فإنّها ترتطم باستمرار بالذّرات المُكوّنة لهذا السّلك، وتُؤدّي الطّاقة النّاجمة عن كل ارتطام إلى اهتزاز الذرّات، ممّا يُؤدّي إلى ارتفاع درجة حرارتها، بالتّالي ارتفاع درجة حرارة السّلك، فتندفع الإلكترونات المُتواجدة في هذه الذرّات إلى مدار أبعد من النّواة مُؤقّتاً، ثمّ ترجع إلى مدارها الأصليّ، فيبعث الإلكترون طاقةً إضافيّةً على شكل فوتونات، ممّا يُؤدّي إلى توهّج السّلك، وسطوع الضّوء الأحمر أو الأصفر.

من المُمكن أن يكون الانتفاخ الزجاجيّ للمِصباح مُفرّغاً من الهواء، أو قد يحوي على خليط من غازَي النّيتروجين والأرغون، ويرجع السّبب في ذلك أنّه عند اهتزاز ذرّات التّنجستن فإنّها تنفصل عن المعدن، وترتطم بذرّات الآرغون، ومن ثمّ ترجع إلى السّلك (التّنجستن) ونظراً لأنّ الغاز الخامل لا يتفاعل مع أيّ عنصر آخر، وذلك لأنّه فاقدٌ للنّشاط الكيميائيّ، الأمر الذي يعني أنّ احتراق أيّ معدن أو حصول أيّ تفاعل بين المُكوّنات والآرغون أمر بعيد الاحتمال.[٦] ويبلغ عمر المِصباح التقليديّ 1000 ساعة تقريباً، وهي فترة قصيرة بالمُقارنة مع الأنواع الأخرى.

يندرج تحت المِصباح التقليديّ عدّة أنواع وهي:

• المِصباح العاكس (بالإنجليزيّة: Reflected Bulb): يُطلى المِصباح بمادّة تعمل على توجيه الضّوء في اتّجاه واحد فقط.
• مِصباح الهالوجين (بالإنجليزيّة: Halogen Bulb): يتمّ وضع معدن التّنجستن في أنبوب يحوي غازاً هالوجينيّ، ويتميّز بلونه الأبيض.
• مِصباح زينون (بالإنجليزيّة: Xenon Light): يُشبه مِصباح الهالوجين في طريقة عمله، ولكنّه يمتلك فترةَ عمر أكبر تصل إلى 20000 ساعة تقريباً.

أهمية الكهرباء في حياتنا اليومية

إن الكهرباء التي نستخدمها في حياتنا اليومية هي مصدر ثانوي للطاقة؛ لأنها تنتج عن طريق تحويل مصادر الطاقة الأساسية والطبيعية مثل الفحم، والغاز الطبيعي، والطاقة النووية، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح إلى طاقة كهربائية، والتي أصبحت تمثل أهمية كبيرة في تسهيل حياة البشر وتحقيق النهضة في اقتصاد الدول، حيث كان البشر في العقود الماضية يستخدمون الشموع ومصابيح زيت الحوت للإضاءة وصناديق الثلج الباردة لحفظ الأطعمة، ومواقد حرق الخشب للتدفئة، أما اليوم ومع اكتشاف الكهرباء أصبحت حياة البشر أكثر سهولة باستخدام الكهرباء في القيام بالعديد من الوظائف كل يوم مثل الإضاءة والتدفئة وتبريد المنازل وتشغيل الأجهزة الكهربائية المختلفة، وقد ساهمت اختراعات العلماء في مجال الكهرباء في تطور وتقدم استخدام الكهرباء، حيث قام توماس إديسون باختراع المصباح الكهربائي الذي يُعد واحداً من أهم الاختراعات في تاريخ البشرية. كما ساهم نيكولا تيسلا في جلب الاختراعات الكهربائية إلى المنازل لتشغيل الإضاءة الداخلية والمصانع لتشغيل الآلات الصناعية عبر توليد، ونقل، واستعمال الكهرباء المتناوبة (AC)، وتقليل تكلفة نقل الكهرباء عبر مسافاتٍ طويلةٍ. وفي الوقت الراهن أصبحت الطاقة الكهرباء تؤثر في أساليب الزراعة الحديثة، حيث تتم بواسطة الآلات الكهربائية الحديثة عملية تكييف وتخزين الحبوب والعشب في المزارع، وكذلك الحلب وتبريد الحليب في مزارع الألبان، وقد تم تطوير معدّات تعمل بالطاقة الكهربائية لحفظ المحاصيل الزراعية وتخزينها للمساعدة في التغلب على الظروف الجوية القاسية التي قد تحدث في وقت الحصاد، كما ساعدت الأجهزة الكهربائية في الحد من الأيدي العاملة عن طريق حصد الحبوب في غضون أيام بدلاً من شهور وتجفيفها باستخدام مراوح تعمل بالكهرباء؛ حتى يتم استخدامها لفترات أطول، ويتم حفظ المحاصيل الزراعية في المتاجر باستخدام آلات التبريد الكهربائية التي تتحكم بدرجات الحرارة.

أسباب احتراق المصابيح الكهربائية

في حالة المصابيح الكهربائية العادية، فيمكن رميها وشراء غيرها. ولكن يوجد مصابيح غالية الثمن، ولهذا الأفضل العثور على المشكلة وتفاديها، بدلا من شراء مصابيح جديدة باستمرار.

الاتصال السيئ بحامل المصباح: أحد أكثر الأسباب شيوعا والذي يؤدي إلى احتراق المصباح الكهربائي، هو أن يكون الاتصال سيئا بسبب ضغط اللوحة الداخلية على الحامل أو تأكسدها أو اتصال ضعيف بين حامل المصباح والسلك الكهربائي الذي يغذيه بالكهرباء.

عطل في المشغل: في بعض الأحيان، يمكن ملاحظة وميض المصباح الكهربائي، ولكنه يعمل. وهنا يمكن أن تكون المشكلة في المشغل. وفي أغلب الأحيان يكون العطل من الاتصال السيئ للأسلاك الكهربائية. كل ما عليك فعله هو فتح المشغل وفحص الأسلاك.

تغيرات مفاجئة في الجهد الكهربائي: يؤدي الارتفاع المفاجئ للجهد الكهربائي إلى احتراق جميع المصابيح الكهربائية التي كانت تعمل في وقت الارتفاع. ومن أجل حل هذه المشكلة يجب عليك وضع منظم للجهد.

جشع المنتجين: يعد جشع المنتجين واحدا من أسباب احتراق المصابيح الكهربائية أيضا. حيث يصنعون مصابيح تعمل لفترة زمنية معينة فقط وتحترق بعدها، لكي يقوم المستخدم بشراء المصابيح الكهربائية باستمرار.

المصباح الكهربائي الذي يعمل أكثر من 100 عام: يوجد المصباح الكهربائي الذي يعمل أكثر من 100 عام في مدينة ليفرمور في كاليفورنيا، وهو المصباح الأكثر شهرة في العالم، حيث يعمل منذ 115 سنة تقريبا.