مصباح متوهج

الموسوعة الحرة

مصباح كهربائي متوهج بقوة 230 فولت بقاعدة لولبية ذكرية متوسطة الحجم من نوع E27 (Edison 27 mm) . يظهر السلك كخط أفقي في الغالب بين أسلاك الإمداد الرأسية.
صورة مجهر مسح إلكتروني لخيوط التنغستن في مصباح كهربائي متوهج
إضاءة متقنة في دنفر، كولورادو

المصباح المتوهج أو المصباح المتوهج أو المصباح الكروي المتوهج هو مصباح كهربائي بخيط يتم تسخينه حتى يتوهج . يكون الخيط محاطًا بمصباح زجاجي مفرّغ من الهواء أو مملوء بغاز خامل لحماية الخيط من الأكسدة . يتم تزويد الخيط بالتيار الكهربائي من خلال أطراف أو أسلاك مدمجة في الزجاج. يوفر مقبس المصباح الدعم الميكانيكي والتوصيلات الكهربائية.

يتم تصنيع المصابيح المتوهجة في مجموعة واسعة من الأحجام وناتج الضوء وتصنيفات الجهد ، من 1.5 فولت إلى حوالي 300 فولت. لا تتطلب أي معدات تنظيم خارجية ، ولديها تكاليف تصنيع منخفضة ، وتعمل بشكل جيد سواء على التيار المتناوب أو التيار المستمر . ونتيجة لذلك، أصبح المصباح المتوهج يستخدم على نطاق واسع في الإضاءة المنزلية والتجارية، للإضاءة المحمولة مثل مصابيح الطاولة ومصابيح السيارة الأمامية والمصابيح الكاشفة ، وللإضاءة الزخرفية والإعلانية.

المصابيح المتوهجة أقل كفاءة بكثير من الأنواع الأخرى من الإضاءة الكهربائية. يتم تحويل أقل من 5٪ من الطاقة التي تستهلكها إلى ضوء مرئي؛ يتم فقدان الباقي على شكل حرارة. [1] [2] الكفاءة الضوئية لمصباح متوهج نموذجي يعمل بجهد 120 فولت هي 16 لومن لكل واط (lm/W)، مقارنة بـ 60 لومن/W لمصباح فلورسنت مدمج أو 100 لومن/W لمصابيح LED البيضاء النموذجية . [3]

تُستخدم الحرارة الناتجة عن الخيوط في بعض التطبيقات، مثل مصابيح الحرارة في الحاضنات ، ومصابيح الحمم البركانية ، ومصابيح تأثير إديسون ، وفرن إيزي بيك . تُستخدم سخانات الهالوجين بالأشعة تحت الحمراء ذات الغلاف الكوارتز في العمليات الصناعية مثل معالجة الطلاء وتدفئة المساحات.

تتميز المصابيح المتوهجة عادةً بعمر افتراضي أقصر مقارنة بأنواع الإضاءة الأخرى؛ حوالي 1000 ساعة لمصابيح الإضاءة المنزلية مقابل 10000 ساعة عادةً لمصابيح الفلورسنت المدمجة و20000-30000 ساعة لمصابيح الإضاءة LED. يمكن استبدال معظم المصابيح المتوهجة بمصابيح الفلورسنت ومصابيح التفريغ عالية الكثافة ومصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). بدأت بعض الحكومات في التخلص التدريجي من المصابيح المتوهجة لتقليل استهلاك الطاقة.

تاريخ

يذكر المؤرخان روبرت فريدل وبول إسرائيل مخترعي المصابيح المتوهجة قبل جوزيف سوان وتوماس إديسون من شركة جنرال إلكتريك . [4] ويستنتجان أن نسخة إديسون كانت أول تطبيق عملي، وقادر على التفوق على الآخرين بسبب مزيج من أربعة عوامل: مادة متوهجة فعالة ؛ فراغ أعلى من التطبيقات الأخرى التي تم تحقيقها من خلال استخدام مضخة سبرينجل ؛ مقاومة عالية جعلت توزيع الطاقة من مصدر مركزي قابلاً للتطبيق اقتصاديًا، وتطوير المكونات المرتبطة المطلوبة لنظام إضاءة واسع النطاق.

وقد عزا المؤرخ توماس هيوز نجاح إديسون إلى تطويره لنظام متكامل من الإضاءة الكهربائية.

كان المصباح مكونًا صغيرًا في نظام الإضاءة الكهربائية الذي ابتكره إديسون، ولم يكن أكثر أهمية لعمله الفعال من مولد إديسون الضخم ، والمولد الرئيسي والمغذي، ونظام التوزيع الموازي. لقد تم نسيان المخترعين الآخرين الذين ابتكروا المولدات والمصابيح المتوهجة، والذين يتمتعون ببراعة وتميز مماثلين، منذ فترة طويلة لأن مبتكريهم لم يشرفوا على تقديمهم في نظام الإضاءة .

—  توماس ب. هيوز، في كتاب التكنولوجيا عند نقطة التحول ، تحرير دبليو بي بيكيت [5] [6]

الأبحاث المبكرة قبل التجارة

مصباح كربوني أصلي من متجر توماس إديسون في مينلو بارك

في عام 1761، أظهر إبينيزار كينرسلي تسخين سلك حتى التوهج . [8] ومع ذلك، كانت هذه الأسلاك تميل إلى الذوبان أو الأكسدة بسرعة كبيرة (الاحتراق) في وجود الهواء. [9] أصبح الضوء الخافت شكلاً شائعًا لإضاءة المسرح في أوائل القرن التاسع عشر، عن طريق تسخين قطعة من أكسيد الكالسيوم حتى التوهج باستخدام شعلة الأكسجين والهيدروجين . [10]

في عام 1802، استخدم همفري ديفي ما وصفه بأنه " بطارية ذات حجم هائل"، [11] تتكون من 2000 خلية موجودة في قبو المعهد الملكي لبريطانيا العظمى، [12] لإنشاء ضوء متوهج عن طريق تمرير التيار عبر شريط رفيع من البلاتين ، تم اختياره لأن المعدن كان له نقطة انصهار عالية للغاية . لم يكن ساطعًا بدرجة كافية ولا يدوم طويلًا بما يكفي ليكون عمليًا، لكنه كان السابقة وراء جهود عشرات المجربين على مدى السنوات الـ 75 التالية. [13] أظهر ديفي أيضًا القوس الكهربائي ، عن طريق تمرير تيار عالي بين قطعتين من الفحم.

على مدى السنوات الأربعين التالية، أُجريت أبحاث كثيرة لتحويل مصباح القوس الكربوني إلى وسيلة عملية للإضاءة. [9] كان قوس الكربون نفسه باهتًا وبنفسجي اللون، حيث كان ينبعث منه معظم طاقته في الأشعة فوق البنفسجية، ولكن القطب الموجب كان يُسخن إلى ما دون نقطة انصهار الكربون وكان يتوهج بشدة مع توهج قريب جدًا من ضوء الشمس. [14] كانت مصابيح القوس تحرق قضبان الكربون الخاصة بها بسرعة كبيرة، وتطلق أول أكسيد الكربون الخطير، وتميل إلى إنتاج مخرجات بعشرات الكيلووات. لذلك، كانت عملية فقط لإضاءة مناطق كبيرة، لذلك واصل الباحثون البحث عن طريقة لجعل المصابيح مناسبة للاستخدام المنزلي. [9]

على مدار الأرباع الثلاثة الأولى من القرن التاسع عشر، عمل العديد من المجربين باستخدام مجموعات مختلفة من أسلاك البلاتين أو الإيريديوم، وقضبان الكربون، والحاويات المفرغة أو شبه المفرغة. وقد تم عرض العديد من هذه الأجهزة وتم تسجيل براءات اختراع لبعضها. [15]

في عام 1835، أظهر جيمس بومان ليندسي ضوءًا كهربائيًا ثابتًا في اجتماع عام في دندي باسكتلندا . وذكر أنه يستطيع "قراءة كتاب على مسافة قدم ونصف". ومع ذلك، لم يطور الضوء الكهربائي أكثر من ذلك. [16]

في عام 1838، اخترع مصمم الطباعة الحجرية البلجيكي مارسيلين جوبارد مصباحًا متوهجًا في جو مفرغ باستخدام خيوط الكربون. [17]

في عام 1840، قام العالم البريطاني وارن دي لا رو بتغليف خيط بلاتيني ملفوف في أنبوب مفرغ ومرر تيارًا كهربائيًا من خلاله. [18] كان التصميم يعتمد على مفهوم مفاده أن نقطة الانصهار العالية للبلاتين ستسمح له بالعمل في درجات حرارة عالية وأن الغرفة المفرغة ستحتوي على جزيئات غاز أقل للتفاعل مع البلاتين، مما يحسن من عمره. على الرغم من أن التصميم قابل للتطبيق، إلا أن تكلفة البلاتين جعلته غير عملي للاستخدام التجاري.

في عام 1841، حصل فريدريك دي مولينز من إنجلترا على أول براءة اختراع لمصباح متوهج، بتصميم يستخدم أسلاك البلاتين الموجودة داخل مصباح مفرغ من الهواء. كما استخدم الكربون أيضًا. [19] [20]

في عام 1845، حصل الأمريكي جون دبليو ستار على براءة اختراع لمصباح كهربائي متوهج باستخدام خيوط الكربون. [21] [22] لم يتم إنتاج اختراعه تجاريًا أبدًا. [23] [ بحاجة لمصدر أفضل ]

في عام 1851، قام جان يوجين روبرت هودين بعرض المصابيح الكهربائية المتوهجة علنًا في مزرعته في بلوا، فرنسا. وتُعرض مصابيحه الكهربائية في متحف شاتو دو بلوا . [أ]

في عام 1859، قام موسى ج. فارمر ببناء مصباح كهربائي متوهج باستخدام خيط من البلاتين. [24] رأى توماس إديسون لاحقًا أحد هذه المصابيح في متجر في بوسطن، وطلب من فارمر النصيحة بشأن تجارة الإضاءة الكهربائية.

ألكسندر لوديجين على طابع بريدي سوفييتي عام 1951

في عام 1872، اخترع الروسي ألكسندر لوديجين مصباحًا متوهجًا وحصل على براءة اختراع روسية في عام 1874. استخدم كموقد قضيبين كربونيين من مقطع عرضي منخفض في مستقبل زجاجي، مغلقين بإحكام ومملوءين بالنيتروجين، ومرتبين كهربائيًا بحيث يمكن تمرير التيار إلى الكربون الثاني عندما يتم استهلاك الكربون الأول. [25] عاش لاحقًا في الولايات المتحدة، وغير اسمه إلى ألكسندر دي لوديجين وتقدم بطلب للحصول على براءات اختراع لمصابيح متوهجة تحتوي على خيوط من الكروم والإيريديوم والروديوم والروثينيوم والأوزميوم والموليبدينوم والتنغستن وحصل عليها . [26]

في 24 يوليو 1874، تقدم هنري وودوارد وماثيو إيفانز بطلب براءة اختراع كندية لمصباح يتكون من قضبان كربون مثبتة في أسطوانة زجاجية مملوءة بالنيتروجين. لم ينجحا في تسويق مصباحهما، وباعا حقوق براءة اختراعهما [27] إلى توماس إديسون في عام 1879. (كان إديسون بحاجة إلى ملكية المطالبة الجديدة بالمصابيح المتصلة في دائرة متوازية.) [28] [29] وتؤكد حكومة كندا أن وودوارد وإيفانز هما من اخترعا المصباح الكهربائي. [30]

في الرابع من مارس عام 1880، وبعد خمسة أشهر فقط من اختراع إديسون للمصباح الكهربائي، ابتكر أليساندرو كروتو أول مصباح متوهج له. أنتج كروتو خيطًا عن طريق ترسيب الجرافيت على خيوط بلاتينية رقيقة، وذلك بتسخينه بتيار كهربائي في وجود كحول إيثيلي غازي . يؤدي تسخين هذا البلاتين عند درجات حرارة عالية إلى ترك خيوط رقيقة من البلاتين مغطاة بالجرافيت النقي. وبحلول سبتمبر عام 1881، كان قد حقق نسخة ناجحة من هذا الخيط الاصطناعي الأول. دام المصباح الكهربائي الذي اخترعه كروتو خمسمائة ساعة على عكس أربعين ساعة من إصدار إديسون الأصلي. في معرض ميونيخ للكهرباء عام 1882 في بافاريا بألمانيا، كان مصباح كروتو أكثر كفاءة من مصباح إديسون وأنتج ضوءًا أبيض أفضل. [31]

في عام 1893، ادعى هاينريش جوبل أنه صمم أول مصباح كهربائي متوهج في عام 1854، باستخدام خيوط رفيعة من الخيزران المتفحم عالية المقاومة، وأسلاك من الرصاص البلاتيني في غلاف زجاجي بالكامل، وفراغ عالي. أثار قضاة أربع محاكم شكوكًا حول توقع جوبل المزعوم ، لكن لم يتم اتخاذ قرار في جلسة الاستماع النهائية بسبب انتهاء صلاحية براءة اختراع إديسون. خلصت أعمال البحث المنشورة في عام 2007 إلى أن قصة مصابيح جوبل في خمسينيات القرن التاسع عشر خيالية. [32]

التسويق

خيوط الكربون والفراغ

مصابيح خيوط الكربون، تظهر تعتيم المصباح
السير جوزيف ويلسون سوان

كان جوزيف سوان (1828-1914) فيزيائيًا وكيميائيًا بريطانيًا. في عام 1850، بدأ العمل بخيوط ورق متفحمة في مصباح زجاجي مفرّغ من الهواء. وبحلول عام 1860، كان قادرًا على إثبات فعالية جهاز، لكن عدم وجود فراغ جيد وإمداد كافٍ من الكهرباء أدى إلى عمر قصير للمصباح ومصدر غير فعال للضوء. وبحلول منتصف سبعينيات القرن التاسع عشر، أصبحت المضخات الأفضل متاحة، وعاد سوان إلى تجاربه. [33]

لوحة تاريخية في أندرهيل ، أول منزل يتم إضاءته بالأضواء الكهربائية

بمساعدة تشارلز ستيرن، الخبير في مضخات التفريغ، طور سوان في عام 1878 طريقة معالجة تجنبت اسوداد المصباح المبكر. حصلت هذه الطريقة على براءة اختراع بريطانية في عام 1880. [34] في 18 ديسمبر 1878، عُرض مصباح يستخدم قضيبًا كربونيًا رفيعًا في اجتماع لجمعية نيوكاسل الكيميائية، وأجرى سوان عرضًا عمليًا في اجتماعهم في 17 يناير 1879. كما عُرض على 700 شخص حضروا اجتماعًا للجمعية الأدبية والفلسفية في نيوكاسل أبون تاين في 3 فبراير 1879. [35] استخدمت هذه المصابيح قضيبًا كربونيًا من مصباح قوسي بدلاً من خيط رفيع. وبالتالي كانت مقاومتها منخفضة وتتطلب موصلات كبيرة جدًا لتوفير التيار اللازم، لذلك لم تكن عملية تجاريًا، على الرغم من أنها قدمت عرضًا لإمكانيات الإضاءة المتوهجة ذات الفراغ العالي نسبيًا وموصل الكربون وأسلاك الرصاص البلاتينية. استمر هذا المصباح لمدة 40 ساعة تقريبًا. [35]

ثم حول سوان انتباهه إلى إنتاج خيوط كربون أفضل ووسائل ربط أطرافها. ابتكر طريقة لمعالجة القطن لإنتاج "خيوط مرققة" في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر وحصل على براءة اختراع بريطانية رقم 4933 في نفس العام. [34] منذ هذا العام بدأ في تركيب المصابيح الكهربائية في المنازل والمعالم في إنجلترا. كان منزله، أندرهيل، لو فيل، جيتسهيد ، أول منزل في العالم يُضاء بمصباح كهربائي. في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، بدأ شركته. [36] في عام 1881، أُضيئ مسرح سافوي في مدينة وستمنستر بلندن بمصابيح سوان المتوهجة، وكان أول مسرح وأول مبنى عام في العالم يُضاء بالكامل بالكهرباء. [37] كان أول شارع في العالم يُضاء بمصباح كهربائي متوهج هو شارع موزلي، نيوكاسل أبون تاين ، المملكة المتحدة . تم إضاءته بواسطة مصباح جوزيف سوان المتوهج في 3 فبراير 1879. [38] [39]

مقارنة بين مصابيح إيديسون وماكسيم وسوان، 1885
مصابيح إيديسون ذات الخيوط الكربونية، أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر
توماس ألفا إديسون

بدأ توماس إديسون بحثًا جادًا في تطوير مصباح متوهج عملي في عام 1878. قدم إديسون أول طلب براءة اختراع له "تحسين في الأضواء الكهربائية" في 14 أكتوبر 1878. [40] بعد العديد من التجارب، أولاً بالكربون في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر ثم بالبلاتين والمعادن الأخرى، عاد إديسون في النهاية إلى خيوط الكربون. [41] كان أول اختبار ناجح في 22 أكتوبر 1879، [42] [43] واستمر لمدة 13.5 ساعة. واصل إديسون تحسين هذا التصميم وبحلول 4 نوفمبر 1879، قدم طلبًا للحصول على براءة اختراع أمريكية لمصباح كهربائي باستخدام "خيوط كربون أو شريط ملفوف ومتصل ... بأسلاك اتصال بلاتينية". [44] على الرغم من أن براءة الاختراع وصفت عدة طرق لإنشاء خيوط الكربون بما في ذلك استخدام "خيوط القطن والكتان، وشرائح الخشب، والأوراق الملفوفة بطرق مختلفة"، [44] اكتشف إديسون وفريقه لاحقًا أن خيوط الخيزران المتفحمة يمكن أن تدوم أكثر من 1200 ساعة. [45] في عام 1880، أصبحت سفينة شركة السكك الحديدية والملاحة في ولاية أوريغون ، كولومبيا ، أول تطبيق لمصابيح إديسون الكهربائية المتوهجة (كانت أيضًا أول سفينة تستخدم دينامو ). [46] [47] [48]

بدأ ألبون مان، وهو محامٍ من نيويورك، شركة Electro-Dynamic Light في عام 1878 لاستغلال براءات اختراعه وبراءات اختراع ويليام سوير . [49] [50] وبعد أسابيع تم تنظيم شركة United States Electric Lighting. [49] [50] [51] لم تقم هذه الشركة بأول تركيب تجاري للمصابيح المتوهجة حتى خريف عام 1880، في شركة Mercantile Safe Deposit Company في مدينة نيويورك، بعد حوالي ستة أشهر من تركيب مصابيح Edison المتوهجة على كولومبيا . كان هيرام إس ماكسيم كبير المهندسين في شركة US Electric Lighting. [52] بعد النجاح الكبير في الولايات المتحدة، بدأت المصابيح المتوهجة التي حصل إديسون على براءة اختراعها تكتسب شعبية واسعة النطاق في أوروبا أيضًا؛ من بين أماكن أخرى، تم تركيب أول مصابيح Edison في الدول الاسكندنافية في قاعة النسيج بمصنع Finlayson للنسيج في تامبيري، فنلندا في مارس 1882. [53]

قام لويس لاتيمر ، الذي عمل لدى إديسون في ذلك الوقت، بتطوير طريقة محسنة لمعالجة خيوط الكربون بالحرارة، مما أدى إلى تقليل الكسر والسماح بتشكيلها بأشكال جديدة، مثل شكل "M" المميز لخيوط ماكسيم. في 17 يناير 1882، حصل لاتيمر على براءة اختراع لـ "عملية تصنيع الكربون"، وهي طريقة محسنة لإنتاج خيوط المصابيح الكهربائية، والتي اشترتها شركة United States Electric Light Company. [54] حصل لاتيمر على براءة اختراع لتحسينات أخرى مثل طريقة أفضل لربط الخيوط بدعامات الأسلاك الخاصة بها. [55]

في بريطانيا، اندمجت شركتا إديسون وسوان في شركة إديسون وسوان يونايتد إلكتريك (التي عُرفت لاحقًا باسم إديسوان، وتم دمجها في النهاية في شركة ثورن لايتنج المحدودة ). كان إديسون في البداية ضد هذا الدمج، لكن إديسون اضطر في النهاية إلى التعاون وتم الاندماج. في النهاية، استحوذ إديسون على كل حصة سوان في الشركة. باع سوان حقوق براءات الاختراع الأمريكية الخاصة به لشركة براش إلكتريك في يونيو 1882.

براءة اختراع أمريكية رقم 0,223,898 لتوماس إديسون عن مصباح كهربائي محسن، 27 يناير 1880

أصدر مكتب براءات الاختراع الأمريكي حكمًا في 8 أكتوبر 1883، مفاده أن براءات اختراع إديسون كانت تستند إلى فن سابق لويليام سوير وكانت غير صالحة. واستمرت الدعاوى القضائية لسنوات عديدة. وفي النهاية في 6 أكتوبر 1889، حكم أحد القضاة بأن مطالبة إديسون بتحسين الإضاءة الكهربائية "باستخدام خيط كربون عالي المقاومة" كانت صالحة. [56]

كانت الصعوبة الرئيسية في إخلاء المصابيح هي الرطوبة داخل المصباح، والتي تنقسم عند إضاءة المصباح، مما يؤدي إلى مهاجمة الأكسجين للخيوط. [57] في ثمانينيات القرن التاسع عشر، تم استخدام أنهدريد الفوسفوريك مع مضخات التفريغ الزئبقية باهظة الثمن . [58] ومع ذلك، حوالي عام 1893، اكتشف المخترع الإيطالي أرتورو ماليجناني  [it] (1865-1939)، الذي كان يفتقر إلى هذه المضخات، أن أبخرة الفوسفور تقوم بوظيفة الارتباط الكيميائي للكميات المتبقية من الماء والأكسجين. [57] [58] في عام 1896، حصل على براءة اختراع لعملية إدخال الفوسفور الأحمر كمادة مضافة داخل المصباح [57] ، مما سمح بالحصول على مصابيح اقتصادية تدوم 800 ساعة؛ حصل إديسون على براءة اختراعه في عام 1898. [33]

في عام 1897، طور الفيزيائي والكيميائي الألماني فالتر نيرنست مصباح نيرنست ، وهو شكل من أشكال المصابيح المتوهجة التي تستخدم شريطًا سيراميكيًا ولا تتطلب الاحتواء في الفراغ أو الغاز الخامل. [59] [60] كانت مصابيح نيرنست أكثر كفاءة بمرتين من مصابيح خيوط الكربون، وكانت شائعة لفترة وجيزة حتى حلت محلها المصابيح التي تستخدم خيوطًا معدنية.

خيوط معدنية، غاز خامل

هانامان (يسار) وجاست (يمين)، مخترعا مصابيح التنغستن
إعلان مجري لمصباح تونجسرام من عام 1906. كان هذا أول مصباح كهربائي يستخدم خيطًا مصنوعًا من التنجستن بدلًا من الكربون. يقول النقش: مصباح سلكي بسلك مرسوم - غير قابل للتدمير .

براءة اختراع أمريكية رقم 575002A في 1 ديسمبر 1897 لألكسندر لوديجين (لودين، روسيا) تصف خيوطًا مصنوعة من معادن نادرة، من بينها التنغستن. اخترع لوديجين عملية يمكن من خلالها معالجة المعادن النادرة مثل التنغستن كيميائيًا وتبخيرها بالحرارة على سلك يشبه الخيوط يتم تسخينه كهربائيًا (البلاتين والكربون والذهب) ليكون بمثابة قاعدة مؤقتة أو شكل هيكلي. (براءة اختراع أمريكية رقم 575002). باع لوديجين فيما بعد حقوق براءة الاختراع لشركة جنرال إلكتريك. في عام 1902، طورت شركة سيمنز خيوط مصباح التنتالوم التي كانت أكثر كفاءة من خيوط الكربون الجرافيتية لأنها يمكن أن تعمل في درجات حرارة أعلى. نظرًا لأن معدن التنتالوم له مقاومة أقل من الكربون، كان خيوط مصباح التنتالوم طويلة جدًا وتتطلب دعامات داخلية متعددة. تم تقصير خيوط المعدن تدريجيًا عند الاستخدام؛ تم تثبيت الخيوط بحلقات ارتخاء كبيرة. أصبحت المصابيح المستخدمة لعدة مئات من الساعات هشة للغاية. [61] كانت خيوط المعدن تتمتع بخاصية الانكسار وإعادة اللحام، على الرغم من أن هذا من شأنه أن يقلل من المقاومة ويقصر من عمر الخيوط. اشترت شركة جنرال إلكتريك حقوق استخدام خيوط التنتالوم وأنتجت هذه الخيوط في الولايات المتحدة حتى عام 1913. [62]

من عام 1898 إلى حوالي عام 1905، استُخدم الأوزميوم أيضًا كخيط في المصابيح التي صنعها كارل أوير فون ويلسباخ . كان المعدن باهظ الثمن لدرجة أنه كان من الممكن إرجاع المصابيح المستعملة مقابل رصيد جزئي. [63] لم يكن من الممكن تصنيعه لجهد 110 فولت أو 220 فولت، لذلك تم توصيل العديد من المصابيح على التوالي لاستخدامها في دوائر الجهد القياسية. تم بيع هذه المصابيح في المقام الأول في أوروبا.

خيوط التنغستن

في 13 ديسمبر 1904، حصل المجري ساندور جوست والكرواتي فرانجو هانامان على براءة اختراع مجرية (رقم 34541) لمصباح بفتيل التنغستن يدوم لفترة أطول ويعطي ضوءًا أكثر سطوعًا من خيط الكربون. [ 33] تم تسويق مصابيح بفتيل التنغستن لأول مرة من قبل شركة تونجسرام المجرية في عام 1904. غالبًا ما يُطلق على هذا النوع مصابيح تونجسرام في العديد من البلدان الأوروبية. [64] يؤدي ملء المصباح بغاز خامل مثل الأرجون أو النيتروجين إلى إبطاء تبخر خيط التنغستن مقارنة بتشغيله في الفراغ. يسمح هذا بدرجات حرارة أعلى وبالتالي كفاءة أكبر مع تقليل عمر الخيط. [65]

في عام 1906، طور ويليام د. كوليدج طريقة لصنع "التنغستن المطاوع" من التنغستن المتكلس والذي يمكن تحويله إلى خيوط أثناء العمل في شركة جنرال إلكتريك . [66] وبحلول عام 1911، بدأت شركة جنرال إلكتريك في بيع المصابيح المتوهجة بسلك التنغستن المطاوع. [67]

في عام 1913، وجد إيرفينج لانجموير أن ملء المصباح بالغاز الخامل (النيتروجين في البداية، ثم الأرجون لاحقًا) بدلاً من الفراغ أدى إلى مضاعفة الكفاءة الضوئية وتقليل اسوداد المصباح. [ بحاجة لمصدر ] وقد حصل على براءة اختراع لجهازه في 18 أبريل 1916. [68]

في عام 1917، حصل بيرني لي بنبو على براءة اختراع لخيوط الملف اللولبي ، حيث يتم لف الخيوط الملفوفة في ملف باستخدام عمود . [69] [70] في عام 1921، ابتكر جونيتشي مييورا أول مصباح بملف مزدوج باستخدام خيوط ملفوفة من التنغستن أثناء عمله في شركة هاكونيتسوشا (سلف شركة توشيبا ). في ذلك الوقت، لم تكن الآلات اللازمة لإنتاج خيوط الملف اللولبي موجودة. طورت شركة هاكونيتسوشا طريقة لإنتاج خيوط الملف اللولبي بكميات كبيرة بحلول عام 1936. [71]

بين عام 1924 واندلاع الحرب العالمية الثانية، حاول كارتل فويبوس تحديد الأسعار وحصص المبيعات لمصنعي المصابيح خارج أمريكا الشمالية. [72]

في عام 1925، حصل مارفن بيبكين ، الكيميائي الأمريكي، على براءة اختراع لعملية تجميد الجزء الداخلي من مصابيح المصابيح دون إضعافها. [73] وفي عام 1947، حصل على براءة اختراع لعملية طلاء الجزء الداخلي من المصابيح بالسيليكا . [ 74]

في عام 1930، قام المجري إمري برودي بملء المصابيح بغاز الكريبتون بدلاً من الأرجون، وصمم عملية للحصول على الكريبتون من الهواء. بدأ إنتاج المصابيح المملوءة بالكريبتون بناءً على اختراعه في أيكا في عام 1937، في مصنع صممه بولاني والفيزيائي المجري المولد إيجون أوروان . [75] [ بحاجة لمصدر كامل ]

بحلول عام 1964، أدت التحسينات في كفاءة وإنتاج المصابيح المتوهجة إلى خفض تكلفة توفير كمية معينة من الضوء بعامل ثلاثين، مقارنة بالتكلفة عند تقديم نظام الإضاءة الخاص بإديسون. [76]

زاد استهلاك المصابيح المتوهجة بسرعة في الولايات المتحدة. في عام 1885، تم بيع ما يقدر بنحو 300000 مصباح خدمة إضاءة عامة، كلها بخيوط كربونية. عندما تم تقديم خيوط التنغستن، كان هناك حوالي 50 مليون مقبس مصباح في الولايات المتحدة. في عام 1914، تم استخدام 88.5 مليون مصباح (15٪ فقط بخيوط كربونية)، وبحلول عام 1945، بلغت المبيعات السنوية للمصابيح 795 مليون (أكثر من 5 مصابيح للشخص الواحد في السنة). [77]

الفعالية والكفاءة

طيف مصباح متوهج عند درجة حرارة 2200 كلفن، يظهر معظم انبعاثه على شكل ضوء تحت أحمر غير مرئي
صورة حرارية لمصباح متوهج. 22–175 درجة مئوية (72–347 درجة فهرنهايت). يمتص الزجاج معظم الأشعة تحت الحمراء المتوسطة والبعيدة، مما يؤدي إلى تسخينه إلى درجات حرارة شديدة الحرارة. يؤدي هذا إلى تسخين الهواء المحيط، الذي يرتفع، مما يساعد في تبريد المصباح من الأسفل إلى الأعلى.

يتم تحويل أقل من 5% من الطاقة التي يستهلكها المصباح المتوهج النموذجي إلى ضوء مرئي، مع انبعاث معظم الباقي على شكل إشعاع تحت أحمر غير مرئي. [1] [78] يتم تصنيف المصابيح الكهربائية حسب كفاءتها الضوئية ، وهي نسبة كمية الضوء المرئي المنبعثة ( التدفق الضوئي ) إلى الطاقة الكهربائية المستهلكة. [79] يتم قياس الكفاءة الضوئية باللومن لكل واط (lm/W).

يتم تعريف الكفاءة الضوئية للمصدر على أنها نسبة كفاءته الضوئية إلى أقصى كفاءة ضوئية ممكنة، والتي تبلغ 683 لومن/وات. [80] [81] يمكن لمصدر الضوء الأبيض المثالي أن ينتج حوالي 250 لومن لكل واط، وهو ما يتوافق مع كفاءة ضوئية تبلغ 37%. [82]

بالنسبة لكمية معينة من الضوء، يستهلك المصباح المتوهج طاقة أكبر وينبعث منه حرارة أكثر من معظم أنواع الإضاءة الكهربائية الأخرى. في المباني التي تستخدم فيها مكيفات الهواء ، يزيد الناتج الحراري للمصابيح المتوهجة من الحمل على نظام تكييف الهواء. [83] في حين أن الحرارة المنبعثة من الأضواء ستقلل من الحاجة إلى تشغيل نظام التدفئة في المبنى، إلا أن هذا الأخير يمكن أن ينتج عادة نفس كمية الحرارة بتكلفة أقل من المصابيح المتوهجة.

يوضح الرسم البياني أدناه كفاءة الإضاءة وفعاليتها لعدة أنواع من المصابيح المتوهجة. ويقارن الرسم البياني الأطول في كفاءة الإضاءة بين مجموعة أوسع من مصادر الضوء.

يكتب كفاءة الإضاءة الشاملة الكفاءة الضوئية الكلية (لومن/وات)
مصباح تنجستن متوهج بقوة 40 واط (120 فولت، خدمة عامة) 1.9% 12.6 [1]
مصباح تنجستن متوهج بقوة 60 واط (120 فولت، خدمة عامة) 2.1% 14.5 [1]
مصباح متوهج من التنجستن بقوة 100 واط (120 فولت، خدمة عامة) 2.6% 17.5 [1]
زجاج هالوجين 2.3% 16
هالوجين الكوارتز 3.5% 24
مصابيح التصوير الفوتوغرافي والإسقاط ذات درجات حرارة خيوط عالية جدًا وعمر افتراضي قصير 5.1% 35 [84]
الحد الأقصى النظري لمصباح متوهج من خيوط التنغستن 7.6% 52 [76]

تقديم الألوان

إن طيف الضوء الذي ينتجه مصباح متوهج يقترب بشكل كبير من طيف الضوء الذي ينتجه مشع الجسم الأسود عند نفس درجة الحرارة. [85] إن الأساس لمصادر الضوء المستخدمة كمعيار لإدراك الألوان هو مصباح متوهج من التنغستن يعمل عند درجة حرارة محددة. [86]

التوزيع الطيفي للقدرة لمصباح كهربائي متوهج بقوة 25 وات.

تتمتع مصادر الضوء مثل المصابيح الفلورية ومصابيح التفريغ عالية الكثافة ومصابيح LED بكفاءة مضيئة أعلى. تنتج هذه الأجهزة الضوء عن طريق التلألؤ . يحتوي ضوءها على نطاقات من الأطوال الموجية المميزة، بدون "ذيل" الانبعاثات تحت الحمراء غير المرئية، بدلاً من الطيف المستمر الناتج عن مصدر حراري. من خلال الاختيار الدقيق لطلاءات الفوسفور الفلوري أو المرشحات التي تعدل التوزيع الطيفي، يمكن ضبط الطيف المنبعث لمحاكاة مظهر المصادر المتوهجة أو درجات حرارة الألوان المختلفة الأخرى للضوء الأبيض. عند استخدامها للمهام الحساسة للألوان، مثل إضاءة الأفلام السينمائية، قد تتطلب هذه المصادر تقنيات معينة لتكرار مظهر الإضاءة المتوهجة. [87] يصف التماثل اللوني تأثير توزيعات طيف الضوء المختلفة على إدراك اللون.

تكلفة الإضاءة

إن التكلفة الأولية للمصباح المتوهج صغيرة مقارنة بتكلفة الطاقة التي يستخدمها طوال عمره الافتراضي. فالمصابيح المتوهجة لها عمر افتراضي أقصر من معظم أنواع الإضاءة الأخرى، وهو عامل مهم إذا كان الاستبدال غير مريح أو مكلف. كما أن بعض أنواع المصابيح، بما في ذلك المصابيح المتوهجة والفلورية، تنبعث منها كمية أقل من الضوء مع تقدمها في العمر؛ وقد يكون هذا الأمر مزعجًا، أو قد يقلل من العمر الافتراضي الفعلي بسبب استبدال المصباح قبل الفشل التام. ويجب أن تتضمن مقارنة تكلفة تشغيل المصباح المتوهج مع مصادر الإضاءة الأخرى متطلبات الإضاءة وتكلفة المصباح وتكلفة العمالة لاستبدال المصابيح (مع مراعاة العمر الافتراضي الفعلي للمصباح)، وتكلفة الكهرباء المستخدمة، وتأثير تشغيل المصباح على أنظمة التدفئة وتكييف الهواء. وعند استخدامه للإضاءة في المنازل والمباني التجارية، فإن الطاقة المفقودة للحرارة يمكن أن تزيد بشكل كبير من الطاقة المطلوبة لنظام تكييف الهواء في المبنى . وخلال موسم التدفئة، لا يتم إهدار الحرارة التي تنتجها المصابيح، [88] على الرغم من أنه في معظم الحالات يكون الحصول على الحرارة من نظام التدفئة أكثر فعالية من حيث التكلفة. وبصرف النظر عن ذلك، فإن نظام الإضاءة الأكثر كفاءة يوفر الطاقة على مدار العام في جميع المناخات تقريبًا. [89]

إجراءات لحظر الاستخدام

نظرًا لأن المصابيح المتوهجة تستهلك طاقة أكبر من البدائل مثل مصابيح CFL ومصابيح LED ، فقد قدمت العديد من الحكومات تدابير لحظر استخدامها، من خلال تحديد معايير الحد الأدنى للكفاءة أعلى مما يمكن تحقيقه بواسطة المصابيح المتوهجة. تم تنفيذ تدابير لحظر المصابيح الكهربائية في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وروسيا والبرازيل والأرجنتين وكندا وأستراليا، من بين دول أخرى. حسبت المفوضية الأوروبية أن الحظر يساهم بمبلغ يتراوح بين 5  مليارات يورو و 10  مليارات يورو في الاقتصاد ويوفر 40 تيراواط ساعة من الكهرباء كل عام، مما يترجم إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 15 مليون طن (33 مليار رطل). [90] [91]

تتضمن الاعتراضات على حظر استخدام المصابيح المتوهجة التكلفة الأولية الأعلى للبدائل وانخفاض جودة ضوء المصابيح الفلورية. [92] يشعر بعض الناس بالقلق بشأن التأثيرات الصحية للمصابيح الفلورية. [93]

الجهود المبذولة لتحسين الفعالية

مصباح هالوجين زينون بقاعدة E27، والذي يمكنه استبدال مصباح غير هالوجيني

تم إجراء بعض الأبحاث لتحسين كفاءة المصابيح المتوهجة التجارية. في عام 2007، أعلنت شركة جنرال إلكتريك عن مشروع مصابيح متوهجة عالية الكفاءة (HEI)، والتي ادعت أنها ستكون في النهاية أكثر كفاءة بأربع مرات من المصابيح المتوهجة الحالية، على الرغم من أن هدف إنتاجها الأولي كان أن تكون أكثر كفاءة بمرتين تقريبًا. [94] [95] تم إنهاء برنامج HEI في عام 2008 بسبب التقدم البطيء. [96] [97] أشارت أبحاث وزارة الطاقة الأمريكية في مختبرات ساندي الوطنية في البداية إلى إمكانية تحسين الكفاءة بشكل كبير من خيوط الشبكة الفوتونية . [94] ومع ذلك، أشارت الأعمال اللاحقة إلى أن النتائج الواعدة في البداية كانت خاطئة. [98]

بدافع من التشريعات في بلدان مختلفة التي تلزم بزيادة كفاءة المصابيح، تم تقديم المصابيح المتوهجة الهجينة بواسطة شركة فيليبس . يمكن أن تنتج مصابيح هالوجينا المتوهجة الموفرة للطاقة حوالي 23 لومن/وات؛ وهي أكثر كفاءة بنحو 30 في المائة من المصابيح المتوهجة التقليدية، وذلك باستخدام كبسولة عاكسة لعكس الأشعة تحت الحمراء المهدرة سابقًا إلى الفتيل الذي يُعاد منه انبعاث بعض منها كضوء مرئي. [92] كانت شركة دورو تيست رائدة في هذا المفهوم في عام 1980 بمنتج تجاري أنتج 29.8 لومن/وات. [99] [100] يمكن أن تؤدي العاكسات الأكثر تقدمًا القائمة على مرشحات التداخل أو البلورات الفوتونية نظريًا إلى كفاءة أعلى، حتى حد حوالي 270 لومن/وات (40٪ من أقصى فعالية ممكنة). [101] أنتجت تجارب إثبات المفهوم المعملية ما يصل إلى 45 لومن/وات، وهو ما يقترب من فعالية المصابيح الفلورية المدمجة. [101] [102]

بناء

تتكون المصابيح المتوهجة من غلاف زجاجي محكم الغلق (الغلاف أو المصباح) مع خيط من سلك التنغستن داخل المصباح، والذي يمر من خلاله التيار الكهربائي . توفر أسلاك التلامس وقاعدة بها موصلان (أو أكثر) توصيلات كهربائية للخيط. تحتوي المصابيح المتوهجة عادةً على ساق أو حامل زجاجي مثبت بقاعدة المصباح يسمح للملامسات الكهربائية بالمرور عبر الغلاف دون تسرب الهواء أو الغاز. تدعم الأسلاك الصغيرة المضمنة في الساق بدورها الخيط وأسلاك التوصيل الخاصة به.

يسخن التيار الكهربائي الخيط إلى درجة حرارة تتراوح عادةً بين 2000 و3300 كلفن (1730 إلى 3030 درجة مئوية؛ 3140 إلى 5480 درجة فهرنهايت)، وهي أقل بكثير من نقطة انصهار التنغستن البالغة 3695 كلفن (3422 درجة مئوية؛ 6191 درجة فهرنهايت). تعتمد درجات حرارة الخيط على نوع الخيط وشكل وحجمه وكمية التيار المسحوب. ينبعث من الخيط المسخن ضوء يقترب من طيف مستمر . الجزء المفيد من الطاقة المنبعثة هو الضوء المرئي ، ولكن معظم الطاقة تنبعث على شكل حرارة في أطوال موجية قريبة من الأشعة تحت الحمراء .

المصابيح

تحتوي معظم المصابيح الكهربائية على زجاج شفاف أو مطلي. تحتوي المصابيح الزجاجية المطلية على طين الكاولين المنفوخ والمترسب كهربائيًا على الجزء الداخلي من المصباح. تعمل طبقة المسحوق على نشر الضوء من الفتيل. يمكن إضافة الصبغات إلى الطين لضبط لون الضوء المنبعث. تُستخدم المصابيح المنتشرة بالكاولين على نطاق واسع في الإضاءة الداخلية بسبب ضوئها اللطيف نسبيًا. يتم أيضًا تصنيع أنواع أخرى من المصابيح الملونة، بما في ذلك الألوان المختلفة المستخدمة في "مصابيح الحفلات" وأضواء شجرة عيد الميلاد وغيرها من الإضاءة الزخرفية. يتم إنشاؤها عن طريق تلوين الزجاج بمادة مضافة ؛ والتي غالبًا ما تكون معدنًا مثل الكوبالت (الأزرق) أو الكروم (الأخضر). [103] يُستخدم الزجاج المحتوي على النيوديميوم أحيانًا لتوفير ضوء أكثر طبيعية.

  1. مخطط المصباح الزجاجي
  2. غاز خامل منخفض الضغط ( أرجون ، نيتروجين ، كريبتون ، زينون )
  3. خيوط التنغستن
  4. سلك التلامس (يذهب إلى الجذع)
  5. سلك التلامس (يخرج من الجذع)
  6. أسلاك الدعم (طرف واحد مدمج في الجذع؛ لا يوصل أي تيار)
  7. ساق (حامل زجاجي)
  8. سلك التلامس (يخرج من الجذع)
  9. قبعة (كم)
  10. العزل ( الفيترييت )
  11. اتصال كهربائي

يمكن أن تصل درجة حرارة المصباح الزجاجي لمصباح الخدمة العامة إلى ما بين 200 و260 درجة مئوية (392 و500 درجة فهرنهايت). المصابيح المخصصة للتشغيل عالي الطاقة أو المستخدمة لأغراض التدفئة ستكون لها أغلفة مصنوعة من الزجاج الصلب أو الكوارتز المنصهر . [76]

إذا تسرب غلاف المصباح الكهربائي، يتفاعل خيط التنغستن الساخن مع الهواء، مما ينتج عنه رذاذ من نتريد التنغستن البني، وثاني أكسيد التنغستن البني ، وخامس أكسيد التنغستن الأزرق البنفسجي ، وثلاثي أكسيد التنغستن الأصفر الذي يترسب بعد ذلك على الأسطح القريبة أو داخل المصباح.

تعبئة الغاز

تمتلئ معظم المصابيح الحديثة بغاز خامل لتقليل تبخر الفتيل ومنع أكسدته . يكون الغاز عند ضغط يبلغ حوالي 70 كيلو باسكال (0.7 ضغط جوي). [104]

يقلل الغاز من تبخر الخيط، ولكن يجب اختيار الحشو بعناية لتجنب إدخال خسائر حرارية كبيرة. لهذه الخصائص، فإن الخمول الكيميائي والوزن الذري أو الجزيئي العالي أمر مرغوب فيه. يؤدي وجود جزيئات الغاز إلى دفع ذرات التنغستن المحررة إلى الخيط، [ بحاجة لمصدر ] مما يقلل من تبخره ويسمح بتشغيله في درجة حرارة أعلى دون تقليل عمره (أو، للتشغيل في نفس درجة الحرارة، يطيل عمر الخيط). من ناحية أخرى، يؤدي وجود الغاز إلى فقدان الحرارة من الخيط - وبالتالي فقدان الكفاءة بسبب انخفاض التوهج - عن طريق التوصيل الحراري والحمل الحراري .

كانت المصابيح المبكرة تستخدم الفراغ فقط لحماية الفتيل من الأكسجين. يعمل الفراغ على زيادة تبخر الفتيل ولكنه يزيل طريقتين لفقدان الحرارة. تستخدم بعض المصابيح الحديثة الصغيرة الفراغ أيضًا.

الحشوات الأكثر استخدامًا هي: [105]

  • الفراغ ، يستخدم في المصابيح الصغيرة. يوفر أفضل عزل حراري للخيوط ولكنه لا يحميها من التبخر. يستخدم أيضًا في المصابيح الأكبر حجمًا حيث يجب الحد من درجة حرارة السطح الخارجي للمصباح.
  • الأرجون (93%) والنيتروجين (7%)، حيث يستخدم الأرجون لخواصه الخمولية وتوصيله الحراري المنخفض وتكلفته المنخفضة، ويضاف النيتروجين لزيادة جهد الانهيار ومنع القوس الكهربائي بين أجزاء الخيط [104]
  • النيتروجين، المستخدم في بعض المصابيح ذات القدرة الأعلى، مثل مصابيح الإسقاط، وفي الأماكن التي تكون فيها هناك حاجة إلى جهد انهيار أعلى بسبب قرب أجزاء الخيوط أو أسلاك التوصيل
  • الكريبتون ، وهو أكثر فائدة من الأرجون بسبب وزنه الذري الأعلى وموصليته الحرارية المنخفضة (مما يسمح أيضًا باستخدام المصابيح الأصغر حجمًا)، ولكن استخدامه يعوقه التكلفة الأعلى بكثير، مما يقتصر في الغالب على المصابيح ذات الحجم الأصغر.
  • الكريبتون مخلوط بالزينون ، حيث يعمل الزينون على تحسين خصائص الغاز بشكل أكبر بسبب وزنه الذري الأعلى. ومع ذلك فإن استخدامه محدود بسبب تكلفته العالية جدًا. التحسينات الناتجة عن استخدام الزينون متواضعة مقارنة بتكلفته.
  • الهيدروجين ، في مصابيح وامضة خاصة حيث تكون هناك حاجة إلى تبريد سريع للخيوط؛ ويتم هنا استغلال موصليته الحرارية العالية.
  • الهالوجين ، كمية صغيرة ممزوجة بغاز خامل. يستخدم هذا في مصابيح الهالوجين، وهي نوع مميز من المصابيح المتوهجة.

يجب أن يكون ملء الغاز خاليًا من أي آثار للمياه، مما يؤدي إلى تسريع اسوداد المصباح بشكل كبير (انظر أدناه).

إن طبقة الغاز القريبة من الفتيل (والتي تسمى طبقة لانجموير) راكدة، حيث يتم نقل الحرارة بالتوصيل فقط. ولا يحدث الحمل الحراري إلا على مسافة ما لنقل الحرارة إلى غلاف المصباح.

يؤثر اتجاه الخيط على الكفاءة. حيث يعمل تدفق الغاز بالتوازي مع الخيط، على سبيل المثال، مصباح موجه رأسيًا مع خيط رأسي (أو محوري)، على تقليل الخسائر الناتجة عن الحمل الحراري.

تزداد كفاءة المصباح بزيادة قطر الفتيل. تستفيد المصابيح ذات الفتيل الرقيق والمنخفضة الطاقة بشكل أقل من غاز التعبئة، لذا غالبًا ما يتم إخلاؤها فقط.

استخدمت المصابيح الكهربائية المبكرة ذات الشعيرات الكربونية أيضًا أول أكسيد الكربون أو النيتروجين أو بخار الزئبق . ومع ذلك، تعمل الشعيرات الكربونية عند درجات حرارة أقل من الشعيرات المصنوعة من التنغستن، لذا فإن تأثير غاز التعبئة لم يكن كبيرًا حيث كانت خسائر الحرارة تعوض أي فوائد.

تصنيع

كان المصباح الكهربائي المصنوع من خيوط التنتالوم عام 1902 هو أول مصباح كهربائي مصنوع من خيوط معدنية. يعود تاريخ هذا المصباح إلى عام 1908.

كانت المصابيح المبكرة تُجمَّع يدويًا بجهد شاق. وبعد تطوير الآلات الأوتوماتيكية، انخفضت تكلفة المصابيح. وحتى عام 1910، عندما دخلت آلة ويست ليك التي ابتكرها ليببي حيز الإنتاج، كانت المصابيح تُنتَج عمومًا بواسطة فريق من ثلاثة عمال (جامعان ومهندس رئيسي) ينفخون المصابيح في قوالب خشبية أو من الحديد الزهر، مطلية بعجينة. [106] تم إنتاج حوالي 150 مصباحًا في الساعة بواسطة عملية النفخ اليدوي في ثمانينيات القرن التاسع عشر في مصنع كورنينج للزجاج. [106]

كانت آلة Westlake، التي طورتها شركة Libbey Glass ، مبنية على نسخة معدلة من آلة نفخ الزجاجات Owens-Libbey. سرعان ما بدأت شركة Corning Glass Works في تطوير آلات نفخ الزجاجات الآلية المتنافسة، وكانت أول آلة منها تستخدم في الإنتاج هي E-Machine. [106]

ماكينة الشريط

واصلت شركة كورنينج تطوير آلات إنتاج المصابيح الآلية، فقامت بتثبيت آلة الشريط في عام 1926 في مصنعها في ويلسبورو ، بنسلفانيا. [107] وتجاوزت آلة الشريط أي محاولات سابقة لأتمتة إنتاج المصابيح واستُخدمت لإنتاج المصابيح المتوهجة في القرن الحادي والعشرين. ابتكر المخترع ويليام وودز، جنبًا إلى جنب مع زميله في شركة كورنينج جلاس ووركس، ديفيد إي جراي، آلة كانت تنتج بحلول عام 1939 1000 مصباح في الدقيقة. [106]

تعمل آلة الشريط عن طريق تمرير شريط مستمر من الزجاج على طول حزام ناقل ، ويتم تسخينه في فرن، ثم يتم نفخه بواسطة فوهات هواء محاذية بدقة من خلال فتحات في الحزام الناقل إلى قوالب. وبالتالي يتم إنشاء المصابيح الزجاجية أو الأغلفة. يمكن لآلة نموذجية من هذا النوع إنتاج ما بين 50000 إلى 120000 مصباح في الساعة، اعتمادًا على حجم المصباح. [108] [109] بحلول سبعينيات القرن العشرين، أنتجت 15 آلة شريط مثبتة في المصانع حول العالم إمدادات المصابيح المتوهجة بالكامل. [110] يتم تجميع الخيوط ودعاماتها على ساق زجاجية، والتي يتم دمجها بعد ذلك بالمصباح. يتم ضخ الهواء خارج المصباح، ويتم إغلاق أنبوب الإخلاء في مكبس الساق بواسطة لهب. ثم يتم إدخال المصباح في قاعدة المصباح، واختبار التجميع بالكامل. أدى إغلاق مصنع شركة Osram-Sylvania في ويلسبورو بولاية بنسلفانيا في عام 2016 إلى إغلاق إحدى آخر آلات الشرائط المتبقية في الولايات المتحدة. [110]

خيط

كيف يتم تصنيع خيوط التنغستن

يتمتع الكربون بأعلى نقطة انصهار بين جميع العناصر، وفي مصابيح القوس الكربوني ثبت أنه ينتج توهجًا قريبًا إلى حد ما من ضوء الشمس. ومع ذلك، يميل الكربون إلى التسامي قبل الوصول إلى نقطة انصهاره اعتمادًا على الضغط، مما أدى إلى اسوداد سريع للمصابيح المفرغة من الهواء. تم تصنيع أول خيوط مصباح كهربائي ناجحة تجاريًا من ورق متفحم أو خيزران . تتمتع خيوط الكربون بمعامل مقاومة درجة حرارة سلبي - كلما زادت سخونتها، تقل مقاومتها الكهربائية. هذا جعل المصباح حساسًا لتقلبات مصدر الطاقة، حيث أن الزيادة الصغيرة في الجهد من شأنها أن تتسبب في تسخين الخيط، مما يقلل من مقاومته ويؤدي إلى سحب المزيد من الطاقة والحرارة بشكل أكبر.

تم "تلطيف" خيوط الكربون عن طريق التسخين في بخار الهيدروكربون (عادة ما يكون البنزين)، لتحسين قوتها وتجانسها. تم تسخين الخيوط المعدنية أو "الملونة بالجرافيت" أولاً إلى درجة حرارة عالية لتحويلها إلى جرافيت ، مما أدى إلى تقوية وتنعيم الخيوط بشكل أكبر. تتمتع هذه الخيوط بمعامل درجة حرارة موجب، مثل الموصل المعدني ، مما أدى إلى استقرار خصائص تشغيل المصابيح ضد الاختلافات الطفيفة في جهد الإمداد.

تم تجربة خيوط المعادن في عام 1897 [111] وبدأت تحل محل الكربون بدءًا من حوالي عام 1904. يتمتع التنغستن بأعلى نقطة انصهار متاحة، لكن الهشاشة كانت عقبة كبيرة. بحلول عام 1910، طور ويليام د. كوليدج في شركة جنرال إلكتريك عملية لإنتاج شكل مطيل من التنغستن. تتطلب العملية ضغط مسحوق التنغستن في قضبان، ثم عدة خطوات من التلبيد، والطرق ، ثم سحب الأسلاك. وقد وجد أن التنغستن النقي جدًا يشكل خيوطًا تتدلى عند الاستخدام، وأن معالجة "التنشيط" الصغيرة جدًا بأكاسيد البوتاسيوم والسيليكون والألومنيوم بمستوى بضع مئات من الأجزاء في المليون (ما يسمى بتنغستن AKS) حسنت بشكل كبير من عمر ومتانة خيوط التنغستن. [112]

الآلية السائدة للفشل في خيوط التنغستن حتى الآن هي انزلاق حدود الحبيبات المتكيف مع الزحف الانتشاري. [113] أثناء التشغيل، يتعرض سلك التنغستن لضغط تحت حمل وزنه الخاص وبسبب الانتشار الذي يمكن أن يحدث في درجات الحرارة العالية، تبدأ الحبيبات في الدوران والانزلاق. يتسبب هذا الضغط، بسبب الاختلافات في الخيط، في ترهل الخيط بشكل غير موحد، مما يؤدي في النهاية إلى إدخال عزم دوران إضافي على الخيط. [113] هذا الترهل هو الذي يؤدي حتمًا إلى تمزق الخيط، مما يجعل المصباح المتوهج عديم الفائدة. [113]

خيوط ملفوفة

لتحسين كفاءة المصباح، يتكون الفتيل عادةً من ملفات متعددة من سلك رفيع ملفوف، يُعرف أيضًا باسم الملف الملفوف . يشار أحيانًا إلى المصابيح الكهربائية التي تستخدم خيوط ملفوفة باسم "مصابيح الملف المزدوج". بالنسبة لمصباح 60 وات 120 فولت، يكون الطول غير الملفوف لخيط التنغستن عادةً 580 مليمترًا (22.8 بوصة)، [76] وقطر الفتيل 0.046 مليمترًا (0.0018 بوصة). تتمثل ميزة الملف الملفوف في أن تبخر خيط التنغستن يكون بمعدل أسطوانة التنغستن التي يبلغ قطرها مساويًا لقطر الملف الملفوف. يتبخر خيط الملف الملفوف بشكل أبطأ من الخيط المستقيم بنفس مساحة السطح وقوة انبعاث الضوء. ونتيجة لذلك، يمكن أن يصبح الخيط أكثر سخونة، مما يؤدي إلى مصدر ضوء أكثر كفاءة مع استمراره لفترة أطول من الخيط المستقيم في نفس درجة الحرارة.

يقوم المصنعون بتعيين أشكال مختلفة من خيوط المصباح باستخدام رمز أبجدي رقمي. [114]

خيوط ملفوفة من مصباح متوهج بقوة 200 واط مكبرة للغاية
خيط مصباح كهربائي محترق بقوة 50 وات في المجهر الإلكتروني الماسح في الوضع المجسم، يتم تقديمه كصورة مجسمة . من المستحسن استخدام نظارات ثلاثية الأبعاد باللون الأحمر السماوي لمشاهدة هذه الصورة بشكل صحيح.
خيط مصباح كهربائي متوهج بقوة 50 واط في المجهر الإلكتروني الماسح في الوضع المجسم، يتم تقديمه كصورة مجسمة . من المستحسن استخدام نظارات ثلاثية الأبعاد باللون الأحمر السماوي لمشاهدة هذه الصورة بشكل صحيح.

تُستخدم الخيوط الكهربائية أيضًا في الكاثودات الساخنة للمصابيح الفلورية والأنابيب المفرغة كمصدر للإلكترونات أو في الأنابيب المفرغة لتسخين قطب ينبعث منه الإلكترونات. وعند استخدامها كمصدر للإلكترونات، قد يكون لها طلاء خاص يزيد من إنتاج الإلكترونات.

تقليل تبخر الخيوط

أثناء التشغيل العادي، يتبخر التنجستن الموجود في الفتيل؛ وتتبخر الفتيلات الأكثر سخونة وكفاءة بشكل أسرع. [115] وبسبب هذا، فإن عمر مصباح الفتيل هو مقايضة بين الكفاءة وطول العمر. يتم ضبط المقايضة عادةً لتوفير عمر افتراضي يتراوح من 1000 إلى 2000 ساعة للمصابيح المستخدمة للإضاءة العامة. قد يكون للمصابيح المسرحية والتصويرية ومصابيح العرض عمر افتراضي لا يتجاوز بضع ساعات، حيث تتاجر بمتوسط ​​العمر المتوقع للإنتاج العالي في شكل مضغوط. تتمتع مصابيح الخدمة العامة طويلة العمر بكفاءة أقل، ولكن قبل تطوير مصابيح الفلورسنت المدمجة ومصابيح LED كانت مفيدة في التطبيقات حيث كان من الصعب تغيير المصباح.

وجد إيرفينج لانجموير أن الغاز الخامل، بدلاً من الفراغ، من شأنه أن يؤخر التبخر. تُملأ المصابيح المتوهجة العامة التي تزيد قدرتها عن 25 وات الآن بمزيج من الأرجون في الغالب وبعض النيتروجين ، [116] أو أحيانًا الكريبتون . [117] بينما يقلل الغاز الخامل من تبخر الخيوط، فإنه يوصل أيضًا الحرارة من الخيوط، وبالتالي يبرد الخيوط ويقلل من الكفاءة. عند الضغط ودرجة الحرارة الثابتتين، تعتمد الموصلية الحرارية للغاز على الوزن الجزيئي للغاز والمساحة المقطعية لجزيئات الغاز. تتمتع الغازات ذات الوزن الجزيئي الأعلى بموصلية حرارية أقل، لأن كل من الوزن الجزيئي والمساحة المقطعية أعلى. يحسن غاز الزينون الكفاءة بسبب وزنه الجزيئي العالي، ولكنه أيضًا أكثر تكلفة، لذلك يقتصر استخدامه على المصابيح الأصغر. [118]

يحدث تشقق الخيوط بسبب التبخر غير المتساوي للخيط. تتسبب الاختلافات الصغيرة في المقاومة على طول الخيط في تكوين "بقع ساخنة" عند نقاط ذات مقاومة أعلى؛ [77] سيؤدي اختلاف في القطر بنسبة 1% فقط إلى انخفاض في عمر الخدمة بنسبة 25%. [76] نظرًا لأن مقاومة الخيوط تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة، فإن البقع ذات درجة الحرارة الأعلى ستتمتع بمقاومة أعلى، مما يتسبب في تبديد المزيد من الطاقة، مما يجعلها أكثر سخونة - حلقة تغذية مرتدة إيجابية . تتبخر هذه البقع الساخنة بشكل أسرع من بقية الخيط، مما يزيد بشكل دائم من المقاومة عند تلك النقطة. تنتهي العملية بالفجوة الصغيرة المألوفة في خيط يبدو صحيًا بخلاف ذلك.

تتطور المصابيح التي تعمل بالتيار المستمر بشكل عشوائي على سطح الفتيل مما قد يؤدي إلى خفض عمر الخدمة إلى النصف مقارنة بتشغيل التيار المتردد؛ يمكن استخدام سبائك مختلفة من التنغستن والرينيوم لمقاومة هذا التأثير. [119] [120]

نظرًا لأن كسر الفتيل في المصباح المملوء بالغاز يمكن أن يشكل قوسًا كهربائيًا ، والذي قد ينتشر بين الأطراف ويسحب تيارًا ثقيلًا للغاية، فغالبًا ما تُستخدم أسلاك توصيل رفيعة عمدًا أو أجهزة حماية أكثر تعقيدًا كصمامات مدمجة في المصباح الكهربائي. [121] يتم استخدام المزيد من النيتروجين في المصابيح ذات الجهد العالي لتقليل احتمالية حدوث قوس كهربائي. [116]

اسوداد البصلة

في المصباح التقليدي، يتكثف التنغستن المتبخر في النهاية على السطح الداخلي للغلاف الزجاجي، مما يؤدي إلى تعتيمه. بالنسبة للمصابيح التي تحتوي على فراغ، يكون التعتيم موحدًا عبر سطح الغلاف بالكامل. عند استخدام حشوة من الغاز الخامل، يتم حمل التنغستن المتبخر في تيارات الحمل الحراري للغاز، ويتم ترسيبه بشكل تفضيلي على الجزء العلوي من الغلاف، مما يؤدي إلى تعتيم ذلك الجزء فقط من الغلاف. يُعتبر المصباح المتوهج الذي يعطي 93٪ أو أقل من ناتج الضوء الأولي عند 75٪ من عمره المقدر غير مرضٍ، عند اختباره وفقًا لمنشور IEC 60064. يرجع فقدان الضوء إلى تبخر الخيوط وتعتيم المصباح. [122] أدت دراسة مشكلة تعتيم المصباح إلى اكتشاف الانبعاث الحراري ، واختراع الأنبوب المفرغ ، وترسيب التبخر المستخدم في صنع المرايا والطلاءات البصرية الأخرى . [123] [124] [125]

يمكن لكمية صغيرة جدًا من بخار الماء داخل المصباح الكهربائي أن تزيد بشكل كبير من تعتيم المصباح. يتفكك بخار الماء إلى هيدروجين وأكسجين عند الفتيل الساخن. يهاجم الأكسجين معدن التنغستن، وتنتقل جزيئات أكسيد التنغستن الناتجة إلى أجزاء أكثر برودة من المصباح. يقلل الهيدروجين من بخار الماء من الأكسيد، ويعيد تشكيل بخار الماء ويستمر في دورة الماء هذه . [77] ما يعادل قطرة ماء موزعة على 500000 مصباح سيزيد بشكل كبير من التعتيم. [76] يتم وضع كميات صغيرة من المواد مثل الزركونيوم داخل المصباح كمادة مضافة للتفاعل مع أي أكسجين قد يخرج من مكونات المصباح أثناء التشغيل. [126]

تحتوي بعض المصابيح القديمة عالية الطاقة المستخدمة في المسرح والعرض والكشافات والمنارات ذات الشعيرات الثقيلة القوية على مسحوق التنغستن السائب داخل الغلاف. من وقت لآخر، كان المشغل يزيل المصباح ويهزه، مما يسمح لمسحوق التنغستن بفرك معظم التنغستن الذي تكثف على الجزء الداخلي من الغلاف، وإزالة السواد وتفتيح المصباح مرة أخرى. [127]

مصابيح الهالوجين

صورة مقربة لخيط التنغستن داخل مصباح هالوجين . الهيكلان الحلقيان على اليسار واليمين هما دعامتان للخيط.

يقلل مصباح الهالوجين من التبخر غير المتساوي للخيط ويزيل تعتيم الغلاف عن طريق ملء المصباح بغاز الهالوجين عند ضغط منخفض، إلى جانب غاز خامل. تزيد دورة الهالوجين من عمر المصباح وتمنع تعتيمه عن طريق إعادة ترسب التنغستن من داخل المصباح مرة أخرى على الخيط. يمكن لمصباح الهالوجين تشغيل خيطه عند درجة حرارة أعلى من مصباح الغاز القياسي المملوء بقوة مماثلة دون فقدان عمر التشغيل. هذه المصابيح أصغر بكثير من المصابيح المتوهجة العادية، وتستخدم على نطاق واسع حيث تكون هناك حاجة إلى إضاءة مكثفة في مساحة محدودة. مصابيح الألياف الضوئية للمجهر الضوئي هي أحد التطبيقات النموذجية.

مصابيح القوس المتوهجة

لم يستخدم أحد أشكال المصباح المتوهج خيطًا سلكيًا ساخنًا، بل استخدم بدلاً من ذلك قوسًا يضرب على قطب خرزي كروي لإنتاج الحرارة. ثم أصبح القطب متوهجًا، حيث ساهم القوس قليلاً في الضوء الناتج. تم استخدام مثل هذه المصابيح للإسقاط أو الإضاءة للأدوات العلمية مثل المجاهر . تعمل مصابيح القوس هذه بجهد منخفض نسبيًا وتتضمن خيوط التنغستن لبدء التأين داخل الغلاف. لقد وفرت الضوء المركّز الشديد لمصباح القوس ولكن كان من الأسهل تشغيلها. تم تطوير هذه المصابيح حوالي عام 1915، وتم استبدالها بمصابيح قوس الزئبق والزينون . [128] [129] [130]

الخصائص الكهربائية

مقارنة الفعالية بالقوة
مصابيح 120 فولت [131] مصابيح 230 فولت [132]
القدرة (واط) الإخراج ( لومن ) الفعالية (لوم/وات) الإخراج ( لومن ) الفعالية (لوم/وات)
5 25 5
15 110 7.3
25 200 8.0 230 9.2
40 500 12.5 430 10.8
60 850 14.2 730 12.2
75 1200 16.0
100 1700 17.0 1,380 13.8
150 2,850 19.0 2,220 14.8
200 3,900 19.5 3,150 15.8
300 6,200 20.7 5000 16.7
500 8,400 16.8

قوة

المصابيح المتوهجة هي أحمال مقاومة نقية تقريبًا بمعامل قدرة 1. وعلى عكس مصابيح التفريغ أو مصابيح LED، فإن الطاقة المستهلكة تساوي الطاقة الظاهرية في الدائرة. وعادةً ما يتم تسويق المصابيح المتوهجة وفقًا للطاقة الكهربائية المستهلكة. ويعتمد هذا بشكل أساسي على مقاومة تشغيل الفتيل. بالنسبة لمصباحين بنفس الجهد والنوع، فإن المصباح الأعلى طاقة يعطي المزيد من الضوء.

يوضح الجدول الناتج النموذجي التقريبي، باللومن ، لمصابيح الإضاءة المتوهجة القياسية 120 فولت عند قوى مختلفة. يكون خرج الضوء لمصابيح مماثلة 230 فولت أقل قليلاً. يكون الفتيل ذو التيار المنخفض (الجهد الأعلى) أرق ويجب تشغيله عند درجة حرارة أقل قليلاً لنفس متوسط ​​العمر المتوقع، مما يقلل من كفاءة الطاقة . [133] ستكون قيم اللومن للمصابيح "البيضاء الناعمة" أقل قليلاً بشكل عام من المصابيح الشفافة بنفس القوة.

التيار والمقاومة

تعتمد مقاومة الفتيل على درجة الحرارة. تبلغ مقاومة البرودة لمصابيح الفتيل التنغستن حوالي 1 ⁄ 15 المقاومة عند التشغيل. على سبيل المثال، يتمتع مصباح 100 وات و120 فولت بمقاومة 144  أوم عند إضاءته، لكن مقاومة البرودة أقل بكثير (حوالي 9.5 أوم). [76] [ب] نظرًا لأن المصابيح المتوهجة هي أحمال مقاومة، يمكن استخدام أجهزة التحكم البسيطة في الطور TRIAC للتحكم في السطوع. قد تحمل جهات الاتصال الكهربائية رمز تصنيف "T" يشير إلى أنها مصممة للتحكم في الدوائر ذات التيار المرتفع الذي يميز مصابيح التنغستن. بالنسبة لمصباح الخدمة العامة 100 وات و120 فولت، يستقر التيار في حوالي 0.10 ثانية، ويصل المصباح إلى 90٪ من سطوعه الكامل بعد حوالي 0.13 ثانية. [135]

الخصائص الجسدية

أمان

لا ينكسر خيط المصباح الكهربائي المصنوع من التنغستن بسهولة عندما يكون المصباح باردًا، ولكن الخيوط تكون أكثر عرضة للخطر عندما تكون ساخنة لأن المعدن المتوهج أقل صلابة. قد يتسبب التأثير على الجزء الخارجي من المصباح في كسر الخيط أو حدوث زيادة في التيار الكهربائي مما يتسبب في ذوبان جزء منه أو تبخره. في معظم المصابيح المتوهجة الحديثة، يعمل جزء من السلك الموجود داخل المصباح مثل الصمامة : إذا تسبب خيط مكسور في حدوث تماس كهربائي داخل المصباح، فسوف يذوب الجزء القابل للانصهار من السلك ويقطع التيار لمنع تلف خطوط الإمداد.

قد تنكسر لمبة زجاجية ساخنة عند ملامستها لأجسام باردة. عندما ينكسر غلاف الزجاج، تنفجر اللمبة ، مما يعرض الخيط للهواء المحيط. ثم يقوم الهواء عادة بتدمير الخيط الساخن من خلال الأكسدة .

أشكال المصابيح

تأتي المصابيح المتوهجة في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام.

يتم تحديد شكل وحجم المصباح في المعايير الوطنية. بعض التسميات عبارة عن حرف واحد أو أكثر يتبعه رقم واحد أو أكثر، على سبيل المثال A55 أو PAR38، حيث تحدد الحروف الشكل والأرقام بعض الأحجام المميزة.

تغطي المعايير الوطنية مثل ANSI C79.1-2002 و IS 14897:2000 [136] و JIS C 7710:1988 [137] المصطلحات الشائعة لأشكال المصابيح.

أمثلة
وصف سي بوصة تفاصيل
"المصباح القياسي" أ60 إي 26 أ19 إي26 ⌀ 60 مم (~⌀19/8 بوصة) مصباح سلسلة A ، ⌀ 26 مم برغي Edison
مصباح شمعة اللهب CA35 E12 CA11 E12 ⌀35 مم (~⌀11/8 بوصة) على شكل لهب شمعة، ⌀12 مم برغي إديسون
ضوء الفيضانات BR95 E26 BR30 E26 ⌀95 مم (~⌀30/8 بوصة) مصباح كشاف، ⌀26 مم برغي إيديسون
مصباح هالوجين للمسار MR50 GU5.3 MR16 GU5.3 عاكس متعدد الأوجه بقطر 50 مم (~16/8 بوصة) ، موصل ثنائي السنون بجهد 12 فولت بمسافة 5.33 مم

رموز الأشكال الشائعة

الخدمة العامة/خدمة الإضاءة العامة (GLS)
ينبعث الضوء في (جميع) الاتجاهات تقريبًا. متوفر إما شفافًا أو غير لامع.
الأنواع: عام (أ)، بيضاوي (هـ)، فطر (م)، علامة (س)، أنبوبي (ت)
مقاسات 120 فولت: A17 و19 و21
مقاسات 230 فولت: A55 و 60 [ج]
خدمات عامة عالية القدرة
مصابيح أكبر من 200 واط.
الأنواع: على شكل كمثرى (PS)
ديكوري
المصابيح المستخدمة في الثريات وما إلى ذلك. قد تستخدم المصابيح ذات الحجم الأصغر مثل الشموع مقبسًا أصغر.
الأنواع: شمعة (B)، شمعة ملتوية، شمعة ذات طرف منحني (CA & BA)، لهب (F)، كرة (G)، مدخنة فانوس (H)، شمعة دائرية مزخرفة (P)
مقاسات 230 فولت: P45، G95
عاكس (R)
تعمل الطبقة العاكسة الموجودة داخل المصباح على توجيه الضوء إلى الأمام. تعمل الأنواع الفيضانات (FL) على نشر الضوء. تعمل الأنواع الموضعية (SP) على تركيز الضوء. تضع المصابيح العاكسة (R) ضعف كمية الضوء (قدم شمعة) تقريبًا على المنطقة المركزية الأمامية مثل المصابيح العامة (A) بنفس القوة الكهربائية.
الأنواع: عاكس قياسي (R)، عاكس منتفخ (BR)، عاكس بيضاوي (ER)، تاج مطلي بالفضة
مقاسات 120 فولت: R16، 20، 25 و30
مقاسات 230 فولت: R50، 63، 80 و95 [ج]
عاكس مكافئ مطلي بالألمنيوم (PAR)
تتحكم مصابيح العاكس المكافئة المصنوعة من الألمنيوم (PAR) في الضوء بدقة أكبر. فهي تنتج حوالي أربعة أضعاف شدة الضوء المركزة التي تنتجها المصابيح العامة (A)، وتُستخدم في الإضاءة الغائرة والمسارية. وتتوفر أغلفة مقاومة للعوامل الجوية لمصابيح الإضاءة الخارجية.
مقاسات 120 فولت: PAR 16، 20، 30، 38، 56 و64
مقاسات 230 فولت: PAR 16، 20، 30، 38، 56 و64
متوفر في العديد من أشكال الضوء الموضعي والضوء الغامر. مثل جميع المصابيح الكهربائية، يمثل الرقم قطر المصباح بقياس 1/8 بوصة . لذلك، يبلغ قطر PAR 16 51 مم (2 بوصة)، ويبلغ قطر PAR 20 64 مم (2.5 بوصة)، ويبلغ قطر PAR 30 95 مم (3.75 بوصة)، ويبلغ قطر PAR 38 121 مم (4.75 بوصة).
مجموعة من أربع مصابيح كهربائية بقوة 60 واط
عاكس متعدد الأوجه (MR)
عادةً ما تكون المصابيح العاكسة متعددة الأوجه أصغر حجمًا وتعمل بجهد أقل، غالبًا 12 فولت.
من اليسار إلى اليمين: MR16 مع قاعدة GU10، MR16 مع قاعدة GU5.3، MR11 مع قاعدة GU4 أو GZ4
HIR/IRC
"HIR" هو تسمية من شركة GE لمصباح بطبقة عاكسة للأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأن الحرارة المنبعثة أقل، فإن الفتيل يحترق بدرجة حرارة أعلى وبكفاءة أكبر. [138] تسمية Osram لطبقة مماثلة هي "IRC". [139]

قواعد المصابيح

لمبات إضاءة بقوة 40 واط مع قاعدة لولبية قياسية من نوع Edison E10 وE14 وE27
غطاء الحربة ذو الاتصال المزدوج في المصباح المتوهج

قد تحتوي المصابيح الكبيرة على قاعدة لولبية أو قاعدة حربة ، مع وجود جهة اتصال واحدة أو أكثر على القاعدة. قد تعمل القشرة كجهة اتصال كهربائية أو فقط كدعم ميكانيكي. تُستخدم مصابيح القاعدة الحربة بشكل متكرر في مصابيح السيارات لمقاومة التراخي بسبب الاهتزاز. تحتوي بعض المصابيح الأنبوبية على جهة اتصال كهربائية في كلا الطرفين. قد تحتوي المصابيح المصغرة على قاعدة إسفينية وجهات اتصال سلكية، وتحتوي بعض مصابيح السيارات والأغراض الخاصة على محطات لولبية للتوصيل بالأسلاك. قد تحتوي المصابيح الصغيرة جدًا على أسلاك دعم الفتيل الممتدة عبر قاعدة المصباح للتوصيلات. غالبًا ما تُستخدم قاعدة ثنائية الدبوس لمصابيح الهالوجين أو العاكس. [140]

في أواخر القرن التاسع عشر، قدم المصنعون مجموعة كبيرة من قواعد المصابيح غير المتوافقة. وسرعان ما تم اعتماد أحجام قواعد المصابيح القياسية لشركة جنرال إلكتريك " مازدا " في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

يمكن تأمين قواعد المصابيح إلى المصباح باستخدام الأسمنت، أو عن طريق الضغط الميكانيكي على التجاويف المصبوبة في المصباح الزجاجي.

المصابيح المخصصة للاستخدام في الأنظمة البصرية لها قواعد ذات خصائص محاذاة بحيث يتم وضع الخيط بدقة داخل النظام البصري. قد يكون للمصباح ذي القاعدة اللولبية اتجاه عشوائي للخيط عند تركيب المصباح في المقبس.

تسمح نقاط الاتصال الموجودة في مقبس المصباح الكهربائي بمرور التيار الكهربائي عبر القاعدة إلى الفتيل. يوفر المقبس توصيلات كهربائية ودعمًا ميكانيكيًا، ويسمح بتغيير المصباح عند احتراقه.

إنتاج الضوء وعمر الخدمة

المصابيح المتوهجة حساسة للغاية للتغيرات في جهد الإمداد. هذه الخصائص لها أهمية عملية واقتصادية كبيرة.

لجهد إمداد V قريب من الجهد المقدر للمصباح:

  • إن خرج الضوء يتناسب تقريبًا مع V 3.4
  • استهلاك الطاقة يتناسب تقريبًا مع V 1.6
  • عمر البطارية يتناسب تقريبًا مع V −16
  • درجة حرارة اللون تتناسب تقريبًا مع V 0.42 [115]

إن خفض الجهد بنسبة 5% سيضاعف عمر المصباح، لكنه سيقلل من إنتاجه الضوئي بنحو 16%. تستفيد المصابيح طويلة العمر من هذه المقايضة في تطبيقات مثل مصابيح إشارات المرور. نظرًا لأن الطاقة الكهربائية التي تستخدمها تكلف أكثر من تكلفة المصباح، فإن مصابيح الخدمة العامة تؤكد على الكفاءة على عمر التشغيل الطويل. والهدف هو تقليل تكلفة الضوء، وليس تكلفة المصابيح. [76] كان عمر المصابيح المبكرة يصل إلى 2500 ساعة، ولكن في عام 1924 وافقت كارتل فويبوس على الحد من العمر إلى 1000 ساعة. [141] عندما تم الكشف عن هذا في عام 1953، مُنعت شركة جنرال إلكتريك وغيرها من الشركات المصنعة الأمريكية الرائدة من الحد من العمر. [142]

العلاقات المذكورة أعلاه صالحة فقط لتغيرات قليلة في الجهد حول الظروف القياسية المقدرة، لكنها تشير إلى أن المصباح الذي يعمل بجهد منخفض يمكن أن يدوم لفترة أطول بكثير من الجهد المقدر، وإن كان ذلك مع انخفاض كبير في خرج الضوء. " Centennial Light " هو مصباح كهربائي مقبول من قبل موسوعة غينيس للأرقام القياسية بأنه كان يحترق بشكل مستمر تقريبًا في محطة إطفاء في ليفرمور، كاليفورنيا ، منذ عام 1901. ومع ذلك، فإن المصباح ينبعث منه ضوء مكافئ لمصباح بقوة أربعة وات. يمكن سرد قصة مماثلة عن مصباح بقوة 40 وات في تكساس تم إضاءته منذ 21 سبتمبر 1908. كان موجودًا ذات يوم في دار أوبرا حيث توقف المشاهير البارزون للاستمتاع بتوهجه، وتم نقله إلى متحف المنطقة في عام 1977. [143]

إن مصابيح الفيض الضوئي المستخدمة في الإضاءة الفوتوغرافية تفضل إنتاج الضوء على العمر الافتراضي، حيث يستمر بعضها لمدة ساعتين فقط. إن الحد الأقصى لدرجة الحرارة للخيوط هو نقطة انصهار المعدن. التنغستن هو المعدن ذو أعلى نقطة انصهار، 3695 كلفن (3422 درجة مئوية؛ 6191 درجة فهرنهايت). على سبيل المثال، تم تصميم مصباح الإسقاط الذي يبلغ عمره 50 ساعة للعمل عند 50 درجة مئوية فقط (122 درجة فهرنهايت) أقل من نقطة الانصهار هذه. يمكن لمثل هذا المصباح أن يحقق ما يصل إلى 22 لومن لكل واط، مقارنة بـ 17.5 لمصباح الخدمة العامة الذي يبلغ عمره 750 ساعة. [76]

المصابيح التي لها نفس تصنيف القدرة ولكنها مصممة لفولتات مختلفة لها كفاءة إضاءة مختلفة. على سبيل المثال، مصباح 100 واط، 1000 ساعة، 120 فولت سينتج حوالي 17.1 لومن لكل واط. مصباح مماثل مصمم لـ 230 فولت سينتج حوالي 12.8 لومن فقط لكل واط، ومصباح مصمم لـ 30 فولت (إضاءة القطار) سينتج ما يصل إلى 19.8 لومن لكل واط. [76] المصابيح ذات الجهد المنخفض لها خيوط أكثر سمكًا، لنفس تصنيف القدرة. يمكن أن تعمل بشكل أكثر سخونة لنفس العمر قبل أن يتبخر الخيوط.

إن الأسلاك المستخدمة لدعم الفتيل تجعله أقوى ميكانيكيًا، ولكنها تزيل الحرارة، مما يخلق معادلة أخرى بين الكفاءة والعمر الطويل. لا تستخدم العديد من مصابيح الخدمة العامة التي تعمل بجهد 120 فولت أسلاك دعم إضافية، ولكن المصابيح المصممة " للخدمة الشاقة " أو "خدمة الاهتزاز" قد تحتوي على ما يصل إلى خمسة أسلاك. تحتوي المصابيح ذات الجهد المنخفض على خيوط مصنوعة من سلك أثقل ولا تتطلب أسلاك دعم إضافية.

إن الفولتية المنخفضة جدًا غير فعّالة لأن الأسلاك الموصلة ستنقل قدرًا كبيرًا من الحرارة بعيدًا عن الفتيل، لذا فإن الحد الأدنى العملي للمصابيح المتوهجة هو 1.5 فولت. إن الفتيلات الطويلة جدًا للفولتية العالية تكون هشة، ويصبح عزل قواعد المصابيح أكثر صعوبة، لذا فإن مصابيح الإضاءة لا تُصنع بفولتية مُقننة تزيد عن 300 فولت. [76] تُصنع بعض عناصر التسخين بالأشعة تحت الحمراء لفولتية أعلى، ولكن هذه تستخدم المصابيح الأنبوبية ذات المحطات الطرفية المنفصلة على نطاق واسع.

  • مصباح Centennial Light هو المصباح الكهربائي الأطول عمراً في العالم.
    مصباح Centennial Light هو المصباح الكهربائي الأطول عمراً في العالم.
  • أطياف الإضاءة المختلفة كما نراها في شبكة حيود. أعلى اليسار: مصباح فلورسنت، أعلى اليمين: مصباح متوهج، أسفل اليسار: مصباح LED أبيض، أسفل اليمين: لهب شمعة.
    أطياف الإضاءة المختلفة كما نراها في شبكة حيود . أعلى اليسار: مصباح فلورسنت، أعلى اليمين: مصباح متوهج، أسفل اليسار: مصباح LED أبيض، أسفل اليمين: لهب شمعة.

انظر أيضا

ملاحظات توضيحية

  1. ^ تم توضيح ووصف العديد من المصابيح المذكورة أعلاه في كتاب Houston, Edwin J. & Kennely, AE (1896). Electric Incandescent Lighting. New York: The WJ Johnston Company. pp. 18–42 – via Internet Archive .
  2. ^ كان فريق البحث التابع لإديسون على دراية بمعامل مقاومة درجة الحرارة السالب الكبير للمواد المحتملة لخيوط المصباح وعمل على نطاق واسع خلال الفترة 1878-1879 على ابتكار منظم أو صابورة أوتوماتيكية لتثبيت التيار. ولم يتم إدراك إمكانية بناء مصباح ذاتي التحديد إلا في عام 1879. [134]
  3. ^ ab الحجم يقاس بالملليمتر. انظر أيضًا مصباح كهربائي من سلسلة A.

مراجع

  1. ^ abcde Keefe, TJ (2007). "طبيعة الضوء". مؤرشف من الأصل في 23 أبريل 2012. تم الاسترجاع 5 نوفمبر 2007 .
  2. ^ "الإضاءة المتوهجة عالية الكفاءة | مكتب ترخيص التكنولوجيا التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا". tlo.mit.edu . تم الاسترجاع في 19 أغسطس 2022 .
  3. ^ فينسينزو بالزاني ، جياكومو بيرجاميني، باولا سيروني، الضوء: متفاعل ومنتج غريب جدًا . في: Angewandte Chemie International Edition 54, Issue 39, (2015)، 11320–11337، دوى :10.1002/anie.201502325.
  4. ^ فريدل وإسرائيل (2010)، ص 91-93.
  5. ^ هيوز، توماس ب. (1977). "طريقة إديسون". في بيكيت، دبليو بي (المحرر).التكنولوجيا عند نقطة التحولسان فرانسيسكو: مطبعة سان فرانسيسكو. ص 5-22.
  6. ^ هيوز، توماس ب. (2004). التكوين الأمريكي: قرن من الاختراع والحماس التكنولوجي (الطبعة الثانية). شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. رقم ISBN 978-0-22635-927-4.
  7. ^ جوزيفسون، ماثيو (1959). إديسون: سيرة ذاتية . ماكجرو هيل. ISBN 0-471-54806-5.
  8. ^ Blake-Coleman, BC (Barrie Charles) (1992). Copper Wire and Electrical Conductors – The Shaping of a Technology. Harwood Academic Publishers. p. 127. ISBN 3-7186-5200-5. تم أرشفة النسخة الأصلية في 6 ديسمبر 2017.
  9. ^ abc ضوء إديسون الكهربائي: فن الاختراع بقلم روبرت فريدل، بول إسرائيل، برنارد س. فين – مطبعة جامعة جونز هوبكنز 2010 الصفحة 6--7
  10. ^ أخبار APS - 9 نوفمبر 1825: مظاهرة عامة للأضواء
  11. ^ جونز، بنس (2011). المؤسسة الملكية: مؤسسها وأساتذتها الأوائل . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 278. ISBN 978-1108037709.
  12. ^ "Popular Science Monthly (Mar-Apr 1879)". مصدر ويكي . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع 1 نوفمبر 2015 .
  13. ^ Davis, LJ "Fleet Fire." Arcade Publishing, New York, 2003. ISBN 1-55970-655-4 
  14. ^ الطب السريري والجراحة المجلد 35 بقلم هيرمان جودمان - المجلة الأمريكية للطب السريري، 1928، الصفحة 159-161
  15. ^ هيوستن وكينيلي (1896)، الفصل 2.
  16. ^ تشالونر، جاك؛ وآخرون (2009). 1001 اختراع غيرت العالم . هاوباج نيويورك: سلسلة بارونز التعليمية. ص 305. رقم ISBN 978-1844036110.
  17. ^ فريدل وإسرائيل (2010)، ص 91.
  18. ^ بيترسون، إليزابيث؛ ماكيلفي، كالوم (3 نوفمبر 2022). "من اخترع المصباح الكهربائي؟". لايف ساينس . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2024 .
  19. ^ هيوستن وكينيلي (1896)، ص 24.
  20. ^ فريدل وإسرائيل (2010)، ص 7.
  21. ^ Charles D. Wrege J.W. Starr: Cincinnati's Forgotten Genius ، نشرة جمعية سينسيناتي التاريخية 34 (صيف 1976): 102–120. تم الاسترجاع في 16 فبراير 2010.
  22. ^ ديري، تي كيه؛ ويليامز، تريفور (1960). تاريخ موجز للتكنولوجيا . دار نشر جامعة أكسفورد. رقم ISBN 0-486-27472-1.
  23. ^ "جون ويلينغتون ستار". تم استرجاعه في 16 فبراير 2010.
  24. ^ كونوت، روبرت (1979). سلسلة من الحظ. نيويورك: سيفيو بوكس. ص 120-121. ISBN 0-87223-521-1.
  25. ^ شركة إديسون للإضاءة الكهربائية ضد شركة الإضاءة الكهربائية بالولايات المتحدة ، المراسل الفيدرالي، ف1، المجلد 47، 1891، ص 457.
  26. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 575,002، مادة مضيئة للمصابيح المتوهجة، من تأليف أ. دي لوديغوين. تم تقديم الطلب في 4 يناير 1893
  27. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 181,613
  28. ^ "براءة اختراع رقم 3738. سنة التسجيل 1874: الضوء الكهربائي". مكتبة وأرشيف كندا . مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2013. تم الاسترجاع في 17 يونيو 2013 .
  29. ^ "Henry Woodward and Mathew Evans Lamp restored 2010 February 16". frognet.net . مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2005.
  30. ^ الهجرة واللاجئين والمواطنة في كندا (2021). اكتشف كندا: حقوق ومسؤوليات المواطنة (PDF) . الهجرة واللاجئين والمواطنة في كندا = الهجرة واللاجئين والمواطنة في كندا. رقم ISBN 978-0-660-39273-8تم الاسترجاع بتاريخ 15 أغسطس 2024 .
  31. ^ https://ilglobo.com/news/alessandro-crutos-incandescent-light-bulb-33135/ [ رابط معطل ]
  32. ^ رود ، هانز كريستيان (2007). Die Göbel-Legende – Der Kampf um die Erfindung der Glühlampe (في المانيا). سبرينج: زو كلامبين. رقم ISBN 978-3-86674-006-8. OCLC  85243650.
  33. ^ abc Guarnieri, M. (2015). "تحويل الضوء: من الكيميائي إلى الكهربائي" (PDF) . مجلة IEEE للإلكترونيات الصناعية . 9 (3): 44–47. doi :10.1109/MIE.2015.2454038. hdl : 11577/3164116 . ISSN  1932-4529. S2CID  2986686. مؤرشف من الأصل (PDF) في 14 فبراير 2022. تم الاسترجاع في 2 سبتمبر 2019 .
  34. ^ ab Swan, KR (1946). السير جوزيف سوان واختراع المصباح الكهربائي المتوهج . Longmans, Green and Co. ص 21-25.
  35. ^ "18 ديسمبر 1878: فليكن نور - نور كهربائي". WIRED . 18 ديسمبر 2009. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2016.
  36. ^ RC Chirnside. السير جوزيف ويلسون سوان FRS – الجمعية الأدبية والفلسفية في نيوكاسل أبون تاين 1979.
  37. ^ "مسرح سافوي"، صحيفة التايمز ، 3 أكتوبر 1881
  38. ^ "الإضاءة الكهربائية". مكتبة جامعة نيوكاسل. 23 أكتوبر 2013. مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2014.
  39. ^ السير جوزيف ويليام سوان عضو الجمعية الملكية للعلوم (RSC National Chemical Landmark) [ مرجع دائري ]
  40. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 0,214,636 .
  41. ^ بيرنز، إلمر إلسورث (1910). قصة الاختراعات العظيمة. هاربر آند براذرز . ص 123.
  42. ^ إسرائيل، بول (1998). إديسون: حياة من الاختراع . وايلي. ص 186.
  43. ^ "توماس إديسون: الرسائل الأصلية والمصادر الأولية". مؤسسة مخطوطات شابيل. مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2012.
  44. ^ تم منح براءة اختراع أمريكية رقم 0,223,898 في 27 يناير 1880
  45. ^ ليفي، جويل (2002). مفيد حقًا: أصول الأشياء اليومية . نيويورك: فايرفلاي بوكس. ص. 124. ISBN 9781552976227. خيوط الخيزران براءة اختراع إديسون رقم 1200.
  46. ^ بيليك، روبرت سي. (2001). حطام السفن العظيمة على ساحل المحيط الهادئ . نيويورك: وايلي. ISBN 0-471-38420-8.
  47. ^ Jehl, Francis (1936). Menlo Park reminiscences, Volume 2. Edison's institute. p. 564. مؤرشف من الأصل في 3 يناير 2021 . تم الاسترجاع 18 أكتوبر 2020 .
  48. ^ دالتون، أنتوني (2011). ساحل طويل وخطير: حكايات حطام السفن من ألاسكا إلى كاليفورنيا. دار هيريتيج للنشر. ص 63. ISBN 9781926936116. تم أرشفته من الأصل في 22 مايو 2020 . تم استرجاعه في 18 أكتوبر 2016 .
  49. ^ ab "تقارير الشركات". مهندس كهربائي، المجلد 10. مهندس كهربائي. 16 يوليو 1890. ص. 72. مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2017. تم الاسترجاع 18 أكتوبر 2016. كانت شركة Consolidated Company خليفة شركة Electro-Dynamic Light Company في نيويورك ، وهي أول شركة تم تنظيمها في الولايات المتحدة لتصنيع وبيع المصابيح المتوهجة الكهربائية، ومالكة عدد كبير من براءات الاختراع التي يرجع تاريخها إلى ما قبل تلك التي كانت تعتمد عليها الشركات المنافسة. ... تأسست شركة United States Electric Lighting Company في عام 1878، بعد أسابيع قليلة من تأسيس شركة Electro-Dynamic Company
  50. ^ ab "Electric Light News". Electrical Review، المجلد 16. ديلانو. 19 يوليو 1890. ص. 9. مؤرشف من الأصل في 27 يناير 2017. تم الاسترجاع في 18 أكتوبر 2016. تأسست شركة الإضاءة الكهربائية في الولايات المتحدة في عام 1878 ، بعد أسابيع قليلة من تأسيس شركة Electro-Dynamic Light Company.
  51. ^ "شركة ويستنجهاوس للكهرباء". Western Electrician . Electrician Publishing Company. 19 يوليو 1890. ص. 36. مؤرشف من الأصل في 27 يناير 2017 . تم استرجاعه في 18 أكتوبر 2016 . تأسست شركة United States Electric Lighting Company في عام 1878 بعد أسابيع قليلة من شركة Electro-Dynamic، وكانت خليفة أقدم شركة في الولايات المتحدة لتصنيع أجهزة الطاقة الكهربائية
  52. ^ الموسوعة الوطنية للسيرة الذاتية الأمريكية، المجلد السادس 1896، ص 34
  53. ^ Kautonen, Mika (18 November 2015). "تاريخ التغيير والابتكار المستمر". Smart Tampere Ecosystem . مؤرشف من الأصل في 9 ديسمبر 2021 . تم الاسترجاع 9 ديسمبر 2021 .
  54. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 252، 386 عملية تصنيع الكربونات. بقلم لويس إتش لاتيمر. تم تقديم الطلب في 19 فبراير 1881
  55. ^ فوشيه، رايفون، المخترعون السود في عصر الفصل العنصري: جرانفيل تي وودز، ولويس إتش لاتيمر، وشيلبي جيه ديفيدسون. (مطبعة جامعة جونز هوبكنز، بالتيمور ولندن، 2003، ص 115-116. ISBN 0-8018-7319-3 ) 
  56. ^ شركة Consol. Elec. Light Co ضد شركة McKeesport Light Co، 40 F. 21 (CCWD Pa. 1889) مؤكد، 159 US 465، 16 S. Ct. 75، 40 L. Ed. 221 (1895).
  57. ^ abc "Getters". Lamptech.co.uk . تم الاسترجاع في 18 أغسطس 2022 .
  58. ^ من "2yr.net - متحف مجموعة المصابيح الكهربائية العتيقة والعتيقة - تاريخ المصباح المتوهج - بقلم جون دبليو هاول وهنري شرودر (1927) الفصل 4: الفراغ والمُحصلات والمصباح المملوء بالغاز".
  59. ^ ميلز، ألان (يونيو 2013). "مصباح نيرنست. التوصيل الكهربائي في المواد غير المعدنية". ERittenhouse . 24 (1). مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2013.
  60. ^ "Walther Nernst Chronology". nernst.de . مؤرشف من الأصل في 22 فبراير 2015 . تم الاسترجاع 18 يناير 2015 .
  61. ^ مكتبة مرجعية ICS، المجلد 4 ب، سكرانتون، شركة الكتب المدرسية الدولية ، 1908، بدون رقم ISBN
  62. ^ "GE Tantalum Filament 25W of American Design". متحف تكنولوجيا المصابيح الكهربائية. مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2012. تم الاسترجاع في 17 يونيو 2013 .
  63. ^ "مصباح الأوزميوم الفتيلي". frognet.net . مؤرشف من الأصل في 12 أكتوبر 2008.
  64. ^ "تاريخ تونغسرام" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 مايو 2005.
  65. ^ جيريداران، عضو الكنيست (2010). تصميم الأنظمة الكهربائية. نيودلهي: آي كيه إنترناشيونال. ص. 25. رقم ISBN 9789380578057. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2 يناير 2016.
  66. ^ Briant and, CL; Bewlay, Bernard P. (1995). "عملية كوليدج لصنع التنغستن المطاوع: أساس الإضاءة المتوهجة". نشرة MRS . 20 (8): 67–73. رمز Bibcode :1995MRSBu..20...67B. doi :10.1557/S0883769400045164. S2CID  138257279.
  67. ^ ناير، جوفيند ب.؛ دهوبل، سانجاي ج. (9 يوليو 2020). أساسيات وتطبيقات الثنائيات الباعثة للضوء: الثورة في صناعة الإضاءة. دار وودهيد للنشر. ص. 22. رقم ISBN 978-0-12-823161-6. تم أرشفته من الأصل في 17 أغسطس 2021 . تم استرجاعه في 5 أغسطس 2021 .
  68. ^ 18 أبريل 1916: لانجموير يحصل على براءة اختراع المصباح المتوهج
  69. ^ "Burnie Lee Benbow". frognet . مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2012 . تم الاسترجاع 19 فبراير 2017 .
  70. ^ Benbow, BL, براءة اختراع أمريكية رقم 1247068: "الخيوط" ، تم تقديمها في 4 أكتوبر 1913
  71. ^ "الإنتاج التجريبي لأول مصباح مزدوج الملف في العالم". توشيبا . TOSHIBA CORP. مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2017. تم الاسترجاع 19 فبراير 2017 .
  72. ^ ماركوس كرايوسكي (24 سبتمبر 2014). "مؤامرة المصباح الكهربائي العظيمة". IEEE Spectrum . مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2017. تم الاسترجاع 3 نوفمبر 2017 .
  73. ^ باين، كينيث ويلكوكس (1927). "حادث بقيمة 10000 دولار". مجلة العلوم الشعبية . مدينة نيويورك: شركة بونييه. ص. 24. مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2021. تم الاسترجاع في 31 يوليو 2020 .
  74. ^ Bonnier Corp (مارس 1949). "Popular Science". مجلة العلوم الشعبية الشهرية . Bonnier Corporation: 125. ISSN  0161-7370. مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2021. تم الاسترجاع في 4 يناير 2021 .
  75. ^ "غانز وتونغسرام – القرن العشرين". مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2009.
  76. ^ abcdefghijk المصابيح المتوهجة، رقم النشر TP-110 ، شركة جنرال إلكتريك، نيلا بارك، كليفلاند، أوهايو (1964) ص. 3
  77. ^ abc Raymond Kane, Heinz Sell Revolution in lamps: a chronicle of 50 years of progress (2nd ed.) , The Fairmont Press, Inc. 2001 ISBN 0-88173-378-4 الصفحة 37، الجدول 2-1 
  78. ^ Handbook of Digital Image Synthesis by Vincent Pegoraro - CRC Press 2017 صفحة 690
  79. ^ معيار IEEE 100: تعريف الكفاءة الضوئية . ص 647.
  80. ^ "نهاية المصابيح المتوهجة". yuvaengineers.com. 23 يونيو 2012. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2017. تم الاسترجاع 7 مارس 2017 .
  81. ^ "كفاءة الطاقة في المصابيح الكهربائية اليوم مقارنة بالماضي". kse-lights.co.uk. 13 فبراير 2017. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2017. تم الاسترجاع 7 مارس 2017 .
  82. ^ مورفي، توماس دبليو. (2012). "أقصى فعالية طيفية مضيئة للضوء الأبيض". مجلة الفيزياء التطبيقية . 111 (10): 104909–104909–6. arXiv : 1309.7039 . Bibcode :2012JAP...111j4909M. doi :10.1063/1.4721897. S2CID  6543030.
  83. ^ بيتر لوند، جامعة هلسنكي للتكنولوجيا، ص. C5 في هلسنجين سانومات في 23 أكتوبر 2007.
  84. ^ كليبشتاين، دونالد ل. (1996). "كتاب المصباح الكهربائي العظيم للإنترنت، الجزء الأول". مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2006.
  85. ^ "المصابيح المتوهجة". edisontechcenter.org . مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2013.
  86. ^ Janos Schanda (ed)، Colorimetry: Understanding the CIE System ، John Wiley & Sons، 2007 ISBN 0470175621 صفحة 44 
  87. ^ بلين براون، إضاءة الصور المتحركة والفيديو ، روتليدج، 2018، رقم ISBN 0429866666 الفصل السابع 
  88. ^ "الإضاءة الفعّالة تساوي فواتير حرارة أعلى: دراسة". سي بي سي نيوز . 4 مارس 2009. مؤرشف من الأصل في 14 فبراير 2011.
  89. ^ أنيل باريك (يناير 2008). "قياس وفورات الطاقة في المنازل من خلال الإضاءة الموفرة للطاقة" (PDF) . مؤسسة كندا للرهن العقاري والإسكان. مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 يناير 2016. تم الاسترجاع في 14 يناير 2016 .
  90. ^ Nicholas AAHowarth, Jan Rosenow: Banning the bulb: Institutional evolution and the staged ban of incandescent lighting in Germany . في: Energy Policy 67, (2014), 737–746, doi :10.1016/j.enpol.2013.11.060.
  91. ^ "الأسئلة الشائعة حول اللائحة الخاصة بمتطلبات التصميم البيئي للمصابيح المنزلية غير الاتجاهية". المفوضية الأوروبية - المفوضية الأوروبية . تم الاسترجاع في 19 أغسطس 2022 .
  92. ^ من تأليف ليورا برويدو فيستل (6 يوليو 2009). "المصابيح المتوهجة تعود إلى حافة القطع". صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 12 مايو 2011.
  93. ^ "حساسية الضوء، اللجنة العلمية المعنية بالمخاطر الصحية الناشئة والمكتشفة حديثًا" (PDF) . المدير العام للصحة والمستهلكين، المفوضية الأوروبية. 2008. ص 26-27. مؤرشف من الأصل (PDF) في 12 نوفمبر 2008. تم الاسترجاع في 31 أغسطس 2009 .
  94. ^ ab Daley, Dan (27 February 2008). "Incandescent's Not-So-Dim Future". Projection, Lights & Staging News . Timeless Communications Corp. ص. 46. مؤرشف من الأصل في 6 مارس 2014.
  95. ^ فريمان، كيم (23 فبراير 2007). "جنرال إلكتريك تعلن عن تقدم في تكنولوجيا المصابيح المتوهجة؛ مصابيح جديدة عالية الكفاءة تستهدف السوق بحلول عام 2010" (بيان صحفي). بيزنس واير . مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2013.
  96. ^ هاملتون، تايلر (22 أبريل 2009). "لماذا تحتاج الفكرة الأكثر إشراقًا إلى التعديل". تورنتو ستار . مؤرشف من الأصل في 20 يونيو 2013.
  97. ^ رحيم، صاقب (28 يونيو 2010). "المصباح المتوهج يتجه نحو المسرح بعد عرض استمر قرنًا من الزمان". نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2013.
  98. ^ "بلورة فوتونية ثورية من التنغستن قد توفر المزيد من الطاقة للأجهزة الكهربائية". مختبرات ساندي الوطنية . 7 يوليو 2003. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2013.
  99. ^ "نموذج أولي لمصباح تنجستن بمرآة حرارية". متحف سميثسونيان للتاريخ الأمريكي . مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2015.
  100. ^ مصباح متوهج موفر للطاقة: التقرير النهائي (تقرير). مختبر لورانس بيركلي الوطني. أبريل 1982.
  101. ^ ab Ilic, Ognjen (2016). "Tailoring high-temperature radio and the resurrection of the incandescent source" (PDF) . Nature Nanotechnology . 11 (4): 320–4. Bibcode :2016NatNa..11..320I. doi :10.1038/nnano.2015.309. hdl : 1721.1/109242 . OSTI  1371442. PMID  26751172. مؤرشف من الأصل في 14 فبراير 2022. تم الاسترجاع في 23 سبتمبر 2019 .
  102. ^ ماكجراث، مات (12 يناير 2016). "تطور جديد قد يؤدي إلى مصابيح كهربائية أكثر فعالية". بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 13 يناير 2016.
  103. ^ "ورقة معلومات مادة المصباح – المصباح المتوهج" (PDF) . مؤرشف من الأصل في 21 مايو 2013 . تم الاسترجاع 20 مايو 2013 .{{cite web}}:CS1 maint: عنوان URL غير مناسب ( الرابط )
  104. ^ ab "Argon (Ar) Properties, Uses, Applications Argon Gas and Liquid Argon". Gas Properties, Uses, Applications . Universal Industrial Gases, Inc. مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2012.
  105. ^ روب، ريتشارد سي. (22 أكتوبر 2013). كيمياء أجهزة الإضاءة الاصطناعية. إلسيفير ساينس. رقم ISBN 978-0080933153. تم أرشفة النسخة الأصلية في 6 ديسمبر 2017.
  106. ^ abcd Graham, Margaret BW; Shuldiner, Alec T. (2001). Corning and the craft of innovation. Oxford [England]: Oxford University Press. pp. 85–95. ISBN 0195140974. OCLC  45493270.
  107. ^ الابتكارات في الزجاج. كورنينج، نيويورك: متحف كورنينج للزجاج. 1999. ص 52. ISBN 0872901467. OCLC  42012660.
  108. ^ "المصباح الكهربائي: كيف يتم تصنيع المنتجات". مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2010.
  109. ^ "تشغيل آلة الشريط: قصص من الفريق". خلف الزجاج . 9 يناير 2018. مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2019. تم الاسترجاع 14 مايو 2018 .
  110. ^ "الآلة التي أضاءت العالم". خلف الزجاج . 27 يناير 2017. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2018. اطلع عليه بتاريخ 14 مايو 2018 .
  111. ^ "تاريخ أسلاك التنغستن". 4 ديسمبر 2020. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2023. اطلع عليه بتاريخ 1 يناير 2023 .
  112. ^ الفصل الثاني سر البوتاسيوم وراء إنتاج أسلاك التنغستن
  113. ^ abc Raj, R.; King, GW (1 July 1978). "Life Prediction of Tungsten Filaments in Incandescent Lamps". Metallurgical Transactions A. 9 ( 7): 941–946. Bibcode :1978MTA.....9..941R. doi :10.1007/BF02649838. ISSN  1543-1940. S2CID  135784495.
  114. ^ دونالد ج. فينك، هـ. واين بيتي، الدليل القياسي للمهندسين الكهربائيين، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، 1978 ISBN 0-07-020974-X ، الصفحة 22-5 
  115. ^ من تأليف دونالد جي فينك وهـ. واين بيتي، الدليل القياسي للمهندسين الكهربائيين، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، نيويورك، 1978، رقم ISBN 0-07-020974-X ، ص 22-8 
  116. ^ بواسطة جون كوفمان (المحرر)، دليل الإضاءة IES 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة في أمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، رقم ISBN 0-87995-007-2 ، الصفحة 8-6 
  117. ^ Burgin. Lighting Research and Technology 1984 16.2 61–72
  118. ^ Lipstein, Don. "Premium Fill Gasses". مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2011. تم الاسترجاع في 13 أكتوبر 2011 .
  119. ^ "المصابيح المصغرة: معلومات تقنية". شركة توشيبا للإضاءة والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 26 فبراير 2019. تم الاسترجاع في 25 فبراير 2019 .
  120. ^ جون كوفمان (المحرر)، دليل الإضاءة IES 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة في أمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، رقم ISBN 0-87995-007-2 ، الصفحة 8-9 
  121. ^ هانت، روبرت (2001–2006). "نفخ الزجاج للأجهزة الفراغية – تشريح المصباح". تيرالاب. مؤرشف من الأصل في 11 مارس 2007. تم الاسترجاع في 2 مايو 2007 .
  122. ^ IEC 60064 مصابيح خيوط التنغستن للأغراض المنزلية والإضاءة العامة المماثلة.
  123. ^ بريس، ويليام هنري (1885). "حول السلوك الغريب لمصابيح التوهج عند رفعها إلى درجة توهج عالية". وقائع الجمعية الملكية في لندن . 38 (235-238): 219-230. doi : 10.1098/rspl.1884.0093 . مؤرشف من الأصل في 26 يونيو 2014.وقد صاغ بريس مصطلح "تأثير إديسون" في الصفحة 229.
  124. ^ جوزيفسون، م. (1959). إديسون . ماكجرو هيل . ISBN  978-0-07-033046-7.
  125. ^ أساسيات تكنولوجيا الطلاء الفراغي بقلم دي إم ماتوكس – سبرينغر 2004 صفحة 37
  126. ^ Corazza, Alessio & Giorgi, S. & Boffito, Claudio & Massaro, Vincenzo & Caccia, Debora. (2006). خصائص مواد الحصول المستخدمة في مصابيح التفريغ عالية الكثافة. سجل المؤتمر - الاجتماع السنوي لجمعية تطبيقات الصناعة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). 4. 1801-1807. 10.1109/IAS.2006.256780.
  127. ^ جون كوفمان (المحرر)، دليل الإضاءة IES 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة في أمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، رقم ISBN 0-87995-007-2 ، الصفحة 8-10 
  128. ^ "مصابيح القوس المتوهجة". متحف تكنولوجيا المصابيح الكهربائية. 2004. مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2013.
  129. ^ ج. أرنكليف بيرسيفال، صناعة المصابيح الكهربائية ، السير إسحاق بيتمان وأولاده، لندن، 1920، ص 73-74، متاح من أرشيف الإنترنت
  130. ^ SG Starling, An Introduction to Technical Electricity , McMillan and Co., Ltd., London 1920, pp. 97–98, available at the Internet Archive , رسم تخطيطي جيد لمصباح Pointolite
  131. ^ ويلز، كوينتين (2012)، Smart Grid Home، Cengage Learning، ص. 163، ISBN 978-1111318512, تم أرشفته من الأصل في 17 أغسطس 2021 , تم استرجاعه في 8 نوفمبر 2012
  132. ^ هابرلي ، جريجور د. وآخرون. (2013). Tabellenbuch Elektrotechnik (في المانيا) (25 ed.). هان-غرويتن: دار نشر أوروبا-ليرميتل . ص. 190. ردمك 978-3-8085-3227-0.
  133. ^ "حقائق ممتعة عن الإضاءة والضوء". donklipstein.com . مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2013.
  134. ^ فريدل، روبرت وإسرائيل، بول (2010). ضوء إديسون الكهربائي: فن الاختراع (طبعة منقحة). مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 29-31. رقم ISBN 978-0-8018-9482-4. مؤرشف من الأصل في 6 ديسمبر 2017 . استرجاع 3 يوليو 2018 .
  135. ^ فريدل وإسرائيل (2010)، ص 22-23.
  136. ^ "IS 14897 (2000): نظام تسمية المصابيح الزجاجية للمصابيح - دليل". نيودلهي: مكتب المعايير الهندية. ص 1، 4. تم الاسترجاع في 3 يوليو 2018 .
  137. ^ JIS C 7710:1988 電球類ガラス管球の形式の表し方 (باللغة اليابانية). أرشفة من الأصلي في 11 نوفمبر 2016 . تم الاسترجاع في 21 مارس 2017 .
  138. ^ "موارد الإضاءة". GE Lighting North America . مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2007.
  139. ^ "حاسبة IRC Saver". Osram. مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2008.
  140. ^ "قواعد هالوجينية أحادية النهاية". Bulbster.com. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2013. تم الاسترجاع في 17 يونيو 2013 .
  141. ^ Krajewski, Markus (24 September 2014). "The Great Lightbulb Conspiracy". IEEE Spectrum . IEEE. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 2014.
  142. ^ "اختبارات تسلط الضوء على سر مصباح ليفرمور". 6 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2012.
  143. ^ "Watts Up؟ – نظرة أخيرة على الإضاءة". مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2009.
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ المصابيح المتوهجة .
  • أطياف مصدر الضوء 60 وات - 100 وات أطياف المصباح المتوهج، من برنامج الرسوميات الحاسوبية بجامعة كورنيل
  • فيديو بالحركة البطيئة لخيط المصباح المتوهج
  • ماكينة الشريط قيد التشغيل في أوسرام سيلفانيا في عام 2016
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=مصباح_الضوء_المتوهج&oldid=1264359527"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate