مصباح متوهج

المصباح المتوهج ، المعروف أيضًا باسم المصباح الكهربائي أو كرة الإضاءة المتوهجة ، هو مصباح كهربائي يُنتج الإضاءة عن طريق تسخين فتيل حتى يتوهج بفعل تأثير جول . يُحاط الفتيل بغلاف زجاجي مفرغ من الهواء أو مملوء بغاز خامل لحماية الفتيل من الأكسدة . يتم تزويد الفتيل بالتيار الكهربائي عبر أطراف أو أسلاك مدمجة في الزجاج. يوفر مقبس المصباح الدعم الميكانيكي والتوصيلات الكهربائية.
تُصنع المصابيح المتوهجة بأحجام ومستويات إضاءة وفولتية متنوعة ، تتراوح من 1.5 فولت إلى حوالي 300 فولت. وهي لا تتطلب أي معدات تنظيم خارجية ، وتتميز بانخفاض تكاليف تصنيعها ، وتعمل بكفاءة متساوية مع التيار المتردد والتيار المستمر . ونتيجة لذلك، شاع استخدام المصابيح المتوهجة في الإضاءة المنزلية والتجارية، وفي الإضاءة المحمولة مثل مصابيح الطاولة ومصابيح السيارات الأمامية والمصابيح اليدوية ، وفي الإضاءة الزخرفية والإعلانية.
تُعدّ المصابيح المتوهجة أقل كفاءة بكثير من أنواع الإضاءة الكهربائية الأخرى. إذ لا يُحوّل سوى أقل من 5% من الطاقة التي تستهلكها إلى ضوء مرئي، بينما يُطلق الباقي على شكل حرارة. [ 1 ] [ 2 ] تبلغ كفاءة الإضاءة للمصباح المتوهج النموذجي 16 لومن لكل واط (lm/W) لمصباح 120 فولت، أو 13 لومن لكل واط لمصباح 230 فولت، مقارنةً بـ 60 لومن لكل واط للمصباح الفلوري المدمج ، أو 100 لومن لكل واط لمصابيح LED البيضاء النموذجية . [ 3 ] ونتيجةً لذلك، انخفضت حصة المصابيح المتوهجة في السوق مقارنةً بمصابيح LED. وقد تسارع هذا الانخفاض بسبب الحظر الحكومي الذي يهدف إلى خفض استهلاك الطاقة، والذي أثار جدلاً في بعض الحالات.
تاريخ

يذكر المؤرخان روبرت فريدل وبول إسرائيل مخترعي المصابيح المتوهجة قبل جوزيف سوان وتوماس إديسون من شركة جنرال إلكتريك . [ 4 ] ويخلصان إلى أن نسخة إديسون كانت أول تطبيق عملي، إذ تفوقت على غيرها بفضل أربعة عوامل مجتمعة: مادة متوهجة فعالة ؛ وفراغ أعلى من التطبيقات الأخرى؛ ومقاومة عالية جعلت توزيع الطاقة من مصدر مركزي مجديًا اقتصاديًا؛ وتطوير المكونات اللازمة لنظام إضاءة واسع النطاق. مع ذلك، سبق مصباح جوزيف سوان المتوهج مصباح إديسون، وكان عمليًا لدرجة أنه تم تركيبه واستخدامه يوميًا في لندن عام 1881.
وقد عزا المؤرخ توماس هيوز نجاح إديسون التجاري إلى تطويره لنظام متكامل وكامل للإضاءة الكهربائية.
كان المصباح مكونًا صغيرًا في نظام الإضاءة الكهربائية الخاص به، ولم يكن أكثر أهمية لعمله الفعال من مولد إديسون جامبو ، وشبكة إديسون الرئيسية والفرعية، ونظام التوزيع المتوازي. أما المخترعون الآخرون الذين ابتكروا مولدات ومصابيح متوهجة، وتمتعوا ببراعة وتميز مماثلين، فقد طواهم النسيان لفترة طويلة لأن مبتكريهم لم يشرفوا على إدخالها في نظام إضاءة .
الأبحاث المبكرة قبل التسويق
في عام ١٧٦١، أثبت إبينزر كينرسلي إمكانية تسخين سلك حتى التوهج . [ ٧ ] إلا أن هذه الأسلاك كانت تميل إلى الانصهار أو التأكسد بسرعة كبيرة (الاحتراق) في وجود الهواء. [ ٨ ] أصبح ضوء الجير شكلاً شائعاً من أشكال إضاءة المسرح في أوائل القرن التاسع عشر، وذلك بتسخين قطعة من أكسيد الكالسيوم حتى التوهج باستخدام شعلة الأكسجين والهيدروجين . [ ٩ ]
في عام 1802، استخدم همفري ديفي ما وصفه بـ" بطارية ضخمة الحجم" [ 10 ] ، تتألف من 2000 خلية، وُضعت في قبو المؤسسة الملكية لبريطانيا العظمى [ 11 ]، لإنتاج ضوء متوهج بتمرير التيار الكهربائي عبر شريط رقيق من البلاتين ، الذي اختير لارتفاع درجة انصهاره . لم يكن الضوء ساطعًا بما يكفي، ولم يدم طويلًا بما يكفي ليكون عمليًا، لكنه شكّل سابقةً لجهود عشرات المجربين على مدى السنوات الخمس والسبعين التالية [ 12 ] . كما برهن ديفي على حدوث القوس الكهربائي بتمرير تيار كهربائي عالٍ بين قطعتين من الفحم.
على مدى الأربعين عامًا التالية، أُجريت أبحاث مكثفة لتحويل مصباح القوس الكربوني إلى وسيلة إضاءة عملية. [ 8 ] كان القوس الكربوني نفسه خافتًا وبنفسجي اللون، حيث كان يُصدر معظم طاقته في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، ولكن القطب الموجب كان يُسخّن إلى ما دون درجة انصهار الكربون بقليل، فيتوهج بشدة بتوهج قريب جدًا من ضوء الشمس. [ 13 ] كانت مصابيح القوس تحرق قضبان الكربون بسرعة كبيرة، وتُطلق غاز أول أكسيد الكربون السام ، وتميل إلى إنتاج طاقة تصل إلى عشرات الكيلوواط. لذلك، كانت عملية فقط لإضاءة المساحات الكبيرة، فواصل الباحثون البحث عن طريقة لجعل المصابيح مناسبة للاستخدام المنزلي. [ 8 ]
خلال ثلاثة أرباع القرن التاسع عشر الأولى، عمل العديد من المجربين على تركيبات مختلفة من أسلاك البلاتين أو الإيريديوم ، وقضبان الكربون ، وأغلفة مفرغة أو شبه مفرغة. وقد تم عرض العديد من هذه الأجهزة وحصل بعضها على براءات اختراع. [ 14 ]
في عام 1835، عرض جيمس بومان ليندسي مصباحًا كهربائيًا ثابتًا في اجتماع عام في دندي، اسكتلندا . وذكر أنه يستطيع "قراءة كتاب من مسافة قدم ونصف". إلا أنه لم يطور المصباح الكهربائي أكثر من ذلك. [ 15 ]
في عام 1838، اخترع رسام الطباعة الحجرية البلجيكي مارسيلين جوبارد مصباحًا متوهجًا يعمل بجو مفرغ باستخدام خيط كربوني. [ 16 ]
في عام 1840، قام العالم البريطاني وارن دي لا رو بوضع سلك بلاتيني ملفوف داخل أنبوب مفرغ من الهواء ، ثم مرر تيارًا كهربائيًا عبره. [ 17 ] استند التصميم إلى فكرة أن ارتفاع درجة انصهار البلاتين يسمح له بالعمل في درجات حرارة عالية، وأن الحجرة المفرغة من الهواء تحتوي على عدد أقل من جزيئات الغاز التي تتفاعل مع البلاتين، مما يُطيل عمره. ورغم أن التصميم كان عمليًا، إلا أن تكلفة البلاتين جعلته غير مناسب للاستخدام التجاري.
في عام 1841، مُنح فريدريك دي مولينز من إنجلترا أول براءة اختراع لمصباح متوهج، بتصميم يستخدم أسلاكًا من البلاتين داخل لمبة مفرغة من الهواء. كما استخدم الكربون أيضًا. [ 18 ] [ 19 ]
في عام 1845، حصل الأمريكي جون دبليو ستار على براءة اختراع لمصباح كهربائي متوهج يستخدم خيوط الكربون. [ 20 ] [ 21 ] لم يُنتج اختراعه تجاريًا قط. [ 22 ]
في عام 1851، عرض جان أوجين روبرت هودان المصابيح الكهربائية المتوهجة علنًا في مزرعته بمدينة بلوا الفرنسية. وتُعرض مصابيحه في متحف قصر بلوا .
في عام 1859، صنع موسى جي. فارمر مصباحًا كهربائيًا متوهجًا باستخدام سلك من البلاتين. [ 23 ] شاهد توماس إديسون لاحقًا أحد هذه المصابيح في متجر في بوسطن، ماساتشوستس، وطلب من فارمر نصيحة بشأن تجارة الإضاءة الكهربائية.

في عام 1872، اخترع الروسي ألكسندر لوديجين مصباحًا متوهجًا وحصل على براءة اختراع روسية عام 1874. استخدم في ذلك قضيبين من الكربون ذوي مقطع عرضي متناقص داخل وعاء زجاجي محكم الإغلاق ومملوء بالنيتروجين، مُرتبين كهربائيًا بحيث ينتقل التيار إلى قضيب الكربون الثاني عند احتراق الأول. [ 24 ] لاحقًا، عاش في الولايات المتحدة، وغير اسمه إلى ألكسندر دي لوديجين، وتقدم بطلبات للحصول على براءات اختراع لمصابيح متوهجة ذات خيوط من الكروم والإيريديوم والروديوم والروثينيوم والأوزميوم والموليبدينوم والتنغستن ، وحصل عليها . [ 25 ]
في 24 يوليو 1874، قدّم هنري وودوارد وماثيو إيفانز طلب براءة اختراع كندية لمصباح يتكون من قضبان كربونية مثبتة داخل أسطوانة زجاجية مملوءة بالنيتروجين. لم ينجحا في تسويق مصباحهما، وباعا حقوق براءة اختراعهما [ 26 ] إلى توماس إديسون عام 1879. (كان إديسون بحاجة إلى ملكية الادعاء الجديد المتعلق بالمصابيح الموصولة بدائرة كهربائية متوازية). [ 27 ] [ 28 ] وتؤكد الحكومة الكندية أن وودوارد وإيفانز هما من اخترعا المصباح الكهربائي. [ 29 ]
التسويق التجاري
خيوط الكربون والفراغ


كان جوزيف سوان (1828-1914) فيزيائيًا وكيميائيًا بريطانيًا. في عام 1850، بدأ العمل على خيوط ورقية متفحمة داخل مصباح زجاجي مفرغ من الهواء. وبحلول عام 1860، تمكن من إثبات جدوى جهاز يعمل، إلا أن عدم وجود فراغ كافٍ وإمداد مناسب بالكهرباء أدى إلى قصر عمر المصباح وانخفاض كفاءة مصدر الضوء. وبحلول منتصف سبعينيات القرن التاسع عشر، أصبحت مضخات أفضل متاحة، فعاد سوان إلى تجاربه. [ 30 ]

بمساعدة تشارلز ستيرن ، الخبير في مضخات التفريغ، طوّر سوان عام 1878 طريقة معالجة تجنّبت اسوداد المصابيح في بداياتها. وحصلت هذه الطريقة على براءة اختراع بريطانية عام 1880. [ 31 ] وفي 18 ديسمبر 1878، عُرض مصباح يستخدم قضيبًا كربونيًا رفيعًا في اجتماع لجمعية نيوكاسل الكيميائية، إلا أنه لم يعمل إلا لبضع دقائق. وكرّر سوان العرض في اجتماع آخر في 17 يناير 1879، حيث نجح. [ 32 ] وعُرض المصباح على 700 شخص حضروا اجتماعًا للجمعية الأدبية والفلسفية في نيوكاسل أبون تاين في 3 فبراير 1879. [ 33 ] [ 32 ] وكان مبنى الجمعية أول مبنى عام يُضاء بالكهرباء. واستخدمت المصابيح التي عرضها سوان قضيبًا كربونيًا من مصباح قوس كهربائي بدلًا من فتيل رفيع. لذا، تميزت هذه المصابيح بمقاومة منخفضة، وتطلبت موصلات كبيرة جدًا لتوفير التيار اللازم، مما جعلها غير عملية تجاريًا، على الرغم من أنها قدمت برهانًا على إمكانيات الإضاءة المتوهجة في ظل فراغ عالٍ نسبيًا، باستخدام موصل كربوني وأسلاك توصيل من البلاتين. استمر هذا المصباح حوالي 40 ساعة. [ 33 ]
ثم وجّه سوان اهتمامه إلى إنتاج خيوط كربونية أفضل ووسائل ربط أطرافها. فابتكر طريقة لمعالجة القطن لإنتاج "خيوط مغلفة" في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، وحصل على براءة الاختراع البريطانية رقم 4933 في العام نفسه. [ 31 ] ومنذ ذلك العام، بدأ بتركيب المصابيح الكهربائية في المنازل والمعالم البارزة في إنجلترا. وكان منزله، أندرهيل، لو فيل، غيتسهيد ، أول منزل في العالم يُضاء بمصباح كهربائي. وفي أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، أسس شركته. [ 34 ] وفي عام 1881، أُضيء مسرح سافوي في مدينة وستمنستر بلندن بمصابيح سوان المتوهجة، وكان أول مسرح، وأول مبنى عام في العالم، يُضاء بالكامل بالكهرباء. [ 35 ] كان شارع موسلي في نيوكاسل أبون تاين بالمملكة المتحدة أول شارع في العالم يتم إنارته بالمصابيح المتوهجة في عام 1880. [ 36 ] [ 37 ]



بدأ توماس إديسون أبحاثًا جادة لتطوير مصباح متوهج عملي في عام 1878. وقدّم إديسون أول طلب براءة اختراع له بعنوان "تحسينات في الإضاءة الكهربائية" في 14 أكتوبر 1878. [ 38 ] بعد العديد من التجارب، أولًا باستخدام الكربون في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، ثم باستخدام البلاتين ومعادن أخرى، عاد إديسون في النهاية إلى استخدام سلك كربوني. [ 39 ] أُجري أول اختبار ناجح في 22 أكتوبر 1879، [ 40 ] [ 41 ] واستمر لمدة 13.5 ساعة. واصل إديسون تحسين هذا التصميم، وبحلول 4 نوفمبر 1879، قدّم طلبًا للحصول على براءة اختراع أمريكية لمصباح كهربائي يستخدم "سلكًا أو شريطًا من الكربون ملفوفًا وموصولًا ... بأسلاك توصيل من البلاتين". [ 42 ] على الرغم من أن براءة الاختراع وصفت عدة طرق لصنع خيوط الكربون، بما في ذلك استخدام "خيوط القطن والكتان، وشرائح الخشب، والأوراق الملفوفة بطرق مختلفة"، [ 42 ] فقد اكتشف إديسون وفريقه لاحقًا أن خيوط الخيزران المتفحمة يمكن أن تدوم لأكثر من 1200 ساعة. [ 43 ] في عام 1880، أصبحت باخرة شركة أوريغون للسكك الحديدية والملاحة ، كولومبيا ، أول تطبيق لمصابيح إديسون الكهربائية المتوهجة (وكانت أيضًا أول سفينة تستخدم الدينامو ). [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]
أسس ألبون مان، وهو محامٍ من نيويورك، شركة الإضاءة الكهروديناميكية عام 1878 لاستغلال براءات اختراعه وبراءات اختراع ويليام سوير . [ 47 ] [ 48 ] وبعد أسابيع، تأسست شركة الإضاءة الكهربائية الأمريكية . [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] قامت هذه الشركة بأول تركيب تجاري للمصابيح المتوهجة في خريف عام 1880، في شركة ميركانتايل سيف ديبوزيت في مدينة نيويورك، بعد حوالي ستة أشهر من تركيب مصابيح إديسون المتوهجة على متن سفينة كولومبيا . وكان حيرام إس. ماكسيم كبير المهندسين في شركة الإضاءة الكهربائية الأمريكية. [ 50 ] بعد النجاح الكبير الذي حققته في الولايات المتحدة، بدأت مصابيح الإضاءة المتوهجة التي حصل إديسون على براءة اختراعها تحظى بشعبية واسعة في أوروبا أيضًا . من بين أماكن أخرى، تم تركيب أول مصابيح إديسون في بلدان الشمال الأوروبي في قاعة النسيج بمصنع فينلايسون للنسيج في تامبيري، فنلندا في مارس 1882. [ 51 ]
في الرابع من مارس عام ١٨٨٠، وبعد خمسة أشهر فقط من اختراع إديسون للمصباح الكهربائي، طوّر أليساندرو كروتو عمليةً لإنتاج خيوط كربونية رفيعة عن طريق تسخين خيوط بلاتينية رفيعة في وجود غاز الإيثانول لتغطيتها بالجرافيت النقي، ثم تسامي البلاتين عند درجات حرارة عالية. وفي عام ١٨٨٢، في معرض ميونيخ الكهربائي في بافاريا بألمانيا، عرض كروتو مصابيح كانت أكثر كفاءة من مصابيح إديسون، وتنتج ضوءًا أفضل وأكثر بياضًا. [ ٥٢ ]
قام لويس لاتيمر ، الذي كان يعمل آنذاك لدى إديسون، بتطوير طريقة محسّنة للمعالجة الحرارية لخيوط الكربون، مما قلل من تكسرها وسمح بتشكيلها في أشكال مبتكرة، مثل شكل "M" المميز لخيوط ماكسيم. في 17 يناير 1882، حصل لاتيمر على براءة اختراع لـ"عملية تصنيع الكربون"، وهي طريقة محسّنة لإنتاج خيوط المصابيح الكهربائية، والتي اشترتها شركة الإضاءة الكهربائية الأمريكية. [ 53 ] كما حصل لاتيمر على براءات اختراع لتحسينات أخرى، مثل طريقة أفضل لربط الخيوط بأسلاكها الداعمة. [ 54 ]
في بريطانيا، اندمجت شركتا إديسون وسوان لتشكيل شركة إديسون وسوان المتحدة للكهرباء (التي عُرفت لاحقًا باسم إديسوان، ثم أُدمجت في شركة ثورن للإضاءة المحدودة ). عارض إديسون هذا الاندماج في البداية، لكنه أُجبر في النهاية على التعاون وتمّ الاندماج. في نهاية المطاف، استحوذ إديسون على جميع حصص سوان في الشركة. وباع سوان حقوق براءات اختراعه الأمريكية لشركة براش للكهرباء في يونيو 1882.

أصدر مكتب براءات الاختراع الأمريكي قرارًا في 8 أكتوبر 1883 يقضي بأن براءات اختراع إديسون تستند إلى تقنية سابقة لويليام سوير ، وبالتالي فهي باطلة. واستمر التقاضي لسنوات عديدة. وفي نهاية المطاف، في 6 أكتوبر 1889، قضى قاضٍ بصحة ادعاء إديسون بشأن تحسين الإضاءة الكهربائية باستخدام "فتيل من الكربون ذي مقاومة عالية". [ 55 ]
في عام 1893، ادعى هاينريش غوبل أنه صمم أول مصباح كهربائي متوهج عام 1854، باستخدام خيط رفيع من الخيزران المكربن ذي مقاومة عالية، وأسلاك توصيل من البلاتين داخل غلاف زجاجي بالكامل، وفراغ عالٍ. أثار قضاة أربع محاكم شكوكًا حول ادعاء غوبل بأنه سبق إديسون ، لكن لم يُصدر أي قرار في جلسة استماع نهائية بسبب انتهاء صلاحية براءة اختراع إديسون. وخلصت دراسة بحثية نُشرت عام 2007 إلى أن قصة مصابيح غوبل في خمسينيات القرن التاسع عشر مختلقة. [ 56 ]
كانت الصعوبة الرئيسية في تفريغ المصابيح تكمن في الرطوبة داخل المصباح، والتي كانت تتشقق عند إضاءته، مما يؤدي إلى مهاجمة الأكسجين للفتيل. [ 57 ] في ثمانينيات القرن التاسع عشر، استُخدم أنهيدريد الفوسفور مع مضخات تفريغ زئبقية باهظة الثمن . [ 58 ] مع ذلك، في حوالي عام 1893، اكتشف المخترع الإيطالي أرتورو مالينياني (1865-1939)، الذي لم تكن لديه هذه المضخات، أن أبخرة الفوسفور تقوم بربط الكميات المتبقية من الماء والأكسجين كيميائيًا. [ 57 ] [ 58 ] في عام 1896، حصل على براءة اختراع لعملية إدخال الفوسفور الأحمر كمادة ماصة داخل المصباح [ 57 ] ، مما سمح بإنتاج مصابيح اقتصادية تدوم 800 ساعة؛ واستحوذ إديسون على براءة اختراعه في عام 1898. [ 30 ]
في عام 1897، طوّر الفيزيائي والكيميائي الألماني فالتر نيرنست مصباح نيرنست ، وهو نوع من المصابيح المتوهجة يستخدم كرة خزفية ولا يتطلب وضعه في فراغ أو غاز خامل. [ 59 ] [ 60 ] كانت مصابيح نيرنست أكثر كفاءة بمرتين من مصابيح فتيل الكربون، وحظيت بشعبية لفترة وجيزة قبل أن تتفوق عليها المصابيح التي تستخدم خيوطًا معدنية.
خيط معدني، غاز خامل

يصف براءة الاختراع الأمريكية رقم US575002A، الصادرة في 1 ديسمبر 1897 باسم ألكسندر لوديجين (لوديجين، روسيا)، خيوطًا مصنوعة من معادن نادرة، من بينها التنجستن. ابتكر لوديجين عملية يتم فيها معالجة المعادن النادرة، كالتنجستن، كيميائيًا وتبخيرها حراريًا على سلك خيطي الشكل مُسخّن كهربائيًا (من البلاتين أو الكربون أو الذهب) يعمل كقاعدة مؤقتة أو هيكل أساسي. (براءة الاختراع الأمريكية رقم 575002). باع لوديجين لاحقًا حقوق براءة الاختراع لشركة جنرال إلكتريك.
في عام ١٩٠٢، طورت شركة سيمنز فتيلًا من التنتالوم لمصباح كان أكثر كفاءة حتى من فتيل الكربون المُجرافيت، نظرًا لقدرته على العمل في درجات حرارة أعلى. ولأن مقاومة التنتالوم أقل من مقاومة الكربون، كان فتيل مصباح التنتالوم طويلًا جدًا ويتطلب دعامات داخلية متعددة. ومع الاستخدام، كان الفتيل المعدني يقصر تدريجيًا، حيث كانت تُركّب الفتيلات بحلقات طويلة غير مُحكمة. وأصبحت المصابيح التي تُستخدم لمئات الساعات هشة للغاية. [ ٦١ ] كانت الفتيلات المعدنية قابلة للانقطاع وإعادة الالتحام، إلا أن هذا كان يُقلل المقاومة ويُقصر عمر الفتيل. اشترت شركة جنرال إلكتريك حقوق استخدام فتيل التنتالوم، واستمرت في إنتاجه في الولايات المتحدة حتى عام ١٩١٣. [ ٦٢ ]
من عام 1898 وحتى حوالي عام 1905، استُخدم الأوزميوم أيضًا كفتيلة في المصابيح التي صنعها كارل أوير فون ويلسباخ . كان المعدن باهظ الثمن لدرجة أنه كان بالإمكان إرجاع المصابيح المستعملة مقابل استرداد جزء من ثمنها. [ 63 ] لم يكن من الممكن تصنيعها للعمل بجهد 110 فولت أو 220 فولت، لذا تم توصيل عدة مصابيح على التوالي لاستخدامها في دوائر الجهد القياسي. بيعت هذه المصابيح بشكل أساسي في أوروبا.
خيوط التنجستن


في 13 ديسمبر 1904، مُنح المجري ساندور جوست والكرواتي فرانجو هانامان براءة اختراع مجرية (رقم 34541) لمصباح ذي فتيل من التنجستن ، يتميز بعمر أطول وإضاءة أقوى من فتيل الكربون. [ 30 ] بدأت شركة تونجسرام المجرية بتسويق مصابيح فتيل التنجستن لأول مرة عام 1904. ويُطلق على هذا النوع اسم "مصابيح تونجسرام" في العديد من الدول الأوروبية. [ 64 ] يُبطئ ملء المصباح بغاز خامل ، مثل الأرجون أو النيتروجين، تبخر فتيل التنجستن مقارنةً بتشغيله في فراغ. وهذا يسمح بدرجات حرارة أعلى، وبالتالي كفاءة أكبر مع تقليل تأثيره على عمر الفتيل. [ 65 ]
في عام 1906، طوّر ويليام د. كوليدج طريقةً لصنع "التنغستن المرن" من التنغستن المتلبد ، والذي يمكن تحويله إلى خيوط، وذلك أثناء عمله في شركة جنرال إلكتريك . [ 66 ] وبحلول عام 1911، بدأت شركة جنرال إلكتريك ببيع المصابيح المتوهجة المزودة بأسلاك التنغستن المرن. [ 67 ]
في عام 1913، اكتشف إيرفينغ لانغمير أن ملء المصباح بغاز خامل (النيتروجين في البداية، ثم الأرجون لاحقًا) بدلًا من الفراغ يؤدي إلى مضاعفة كفاءة الإضاءة وتقليل سواد المصباح. وقد حصل على براءة اختراع لجهازه في 18 أبريل 1916. [ 68 ]
في عام ١٩١٧، مُنح بيرني لي بنبو براءة اختراع لفتيل الملف الحلزوني ، حيث يُلفّ الفتيل الحلزوني نفسه على شكل لولب باستخدام مغزل . [ ٦٩ ] [ ٧٠ ] وفي عام ١٩٢١، ابتكر جونيتشي ميورا أول مصباح مزدوج الملف باستخدام فتيل من التنجستن الملفوف أثناء عمله لدى هاكونيتسوشا (إحدى الشركات السابقة لشركة توشيبا ). في ذلك الوقت، لم تكن آلات الإنتاج الضخم لفتيل الملف الحلزوني متوفرة. طوّرت هاكونيتسوشا طريقةً لإنتاج هذا النوع من الفتيل بكميات كبيرة بحلول عام ١٩٣٦. [ ٧١ ]
بين عامي 1924 واندلاع الحرب العالمية الثانية، حاولت كارتل فويبوس تحديد الأسعار وحصص المبيعات لمصنعي المصابيح خارج أمريكا الشمالية. [ 72 ]
في عام 1925، حصل الكيميائي الأمريكي مارفن بيبكين على براءة اختراع لعملية تجميد السطح الداخلي لمصابيح الإضاءة دون إضعافها. [ 73 ] وفي عام 1947، حصل على براءة اختراع لعملية طلاء السطح الداخلي للمصابيح بالسيليكا . [ 74 ]
في عام 1930، قام المجري إيمري برودي بملء المصابيح بغاز الكريبتون بدلاً من الأرجون، وصمم عملية للحصول على الكريبتون من الهواء. بدأ إنتاج المصابيح المملوءة بالكريبتون بناءً على اختراعه في مدينة أيكا بالمجر عام 1937، في مصنع شارك في تصميمه بولاني والفيزيائي المجري إيغون أوروان . [ 75 ]
بحلول عام 1964، أدت التحسينات في كفاءة وإنتاج المصابيح المتوهجة إلى خفض تكلفة توفير كمية معينة من الضوء بمقدار ثلاثين ضعفًا، مقارنة بالتكلفة عند إدخال نظام الإضاءة الخاص بإديسون. [ 76 ]
ازداد استهلاك المصابيح المتوهجة بسرعة في الولايات المتحدة. ففي عام 1885، بيع ما يُقدّر بنحو 300 ألف مصباح إضاءة عامة، جميعها مزودة بفتائل كربونية. وعندما طُرحت فتائل التنجستن، كان هناك حوالي 50 مليون قاعدة مصباح في الولايات المتحدة. وفي عام 1914، بلغ عدد المصابيح المستخدمة 88.5 مليون مصباح (15% منها فقط مزودة بفتائل كربونية)، وبحلول عام 1945، وصلت المبيعات السنوية للمصابيح إلى 795 مليون مصباح (أكثر من 5 مصابيح للفرد سنويًا). [ 77 ]
الفعالية والكفاءة


يُحوّل أقل من 5% من الطاقة التي تستهلكها لمبة الإضاءة المتوهجة التقليدية المصنوعة من التنجستن إلى ضوء مرئي، بينما يُشعّ معظم الباقي على شكل إشعاع تحت أحمر غير مرئي. [ 1 ] [ 78 ] وتستفيد بعض التطبيقات من هذا الإشعاع، مثل مصابيح التسخين في الحاضنات ، ومصابيح الحمم البركانية ، ومصابيح تأثير إديسون ، ولعبة فرن الخبز السهل . كما تُستخدم سخانات الأشعة تحت الحمراء الهالوجينية ذات الغلاف الكوارتزي في العمليات الصناعية، مثل تجفيف الطلاء وتدفئة المساحات.
تُصنّف المصابيح الكهربائية حسب كفاءتها الضوئية ، وهي نسبة كمية الضوء المرئي المنبعث ( التدفق الضوئي ) إلى الطاقة الكهربائية المستهلكة. [ 79 ] تُقاس الكفاءة الضوئية بوحدة لومن لكل واط (lm/W).
تُعرَّف الكفاءة الضوئية لمصدر الضوء بأنها نسبة كفاءته الضوئية إلى أقصى كفاءة ضوئية ممكنة، وهي 683 لومن/واط. [ 80 ] [ 81 ] يمكن لمصدر ضوء أبيض مثالي أن ينتج حوالي 250 لومن لكل واط، ما يعادل كفاءة ضوئية تبلغ 37%. [ 82 ]
بالنسبة لكمية معينة من الضوء، يستهلك المصباح المتوهج طاقة أكبر ويصدر حرارة أكثر من معظم أنواع الإضاءة الكهربائية الأخرى. في المباني المُجهزة بأجهزة تكييف ، تزيد الحرارة المنبعثة من المصابيح المتوهجة من الحمل على نظام التكييف. [ 83 ] ورغم أن حرارة المصابيح تُقلل من الحاجة إلى تشغيل نظام التدفئة في المبنى، إلا أن هذا النظام عادةً ما يُنتج نفس كمية الحرارة بتكلفة أقل من المصابيح المتوهجة.
يُبيّن الجدول أدناه كفاءة الإضاءة وفعاليتها لأنواعٍ عديدة من المصابيح المتوهجة. ويُقارن جدولٌ أطول لكفاءة الإضاءة مجموعةً أوسع من مصادر الإضاءة.
| يكتب | الكفاءة الضوئية الإجمالية | الكفاءة الضوئية الإجمالية (لومن/واط) |
|---|---|---|
| مصباح متوهج من التنجستن بقوة 40 واط (120 فولت، للاستخدام العام) | 1.9% | 12.6 [ 1 ] |
| مصباح متوهج من التنجستن بقوة 60 واط (120 فولت، للاستخدام العام) | 2.1% | 14.5 [ 1 ] |
| مصباح متوهج من التنجستن بقوة 100 واط (120 فولت، للاستخدام العام) | 2.6% | 17.5 [ 1 ] |
| زجاج هالوجين | 2.3% | 16 |
| هالوجين الكوارتز | 3.5% | 24 |
| مصابيح التصوير الفوتوغرافي ومصابيح العرض الضوئي ذات درجات حرارة عالية جدًا للفتيل وعمر قصير | 5.1% | 35 [ 84 ] |
| الحد الأقصى النظري لمصباح متوهج بفتيل من التنجستن | 7.6% | 52 [ 76 ] |
عرض الألوان
يتشابه طيف الضوء الناتج عن المصباح المتوهج إلى حد كبير مع طيف جسم أسود مشع عند نفس درجة الحرارة. [ 85 ] ويُعتبر المصباح المتوهج المصنوع من التنجستن، والذي يعمل عند درجة حرارة محددة، أساس مصادر الضوء المستخدمة كمعيار لإدراك الألوان. [ 86 ]

تتميز مصادر الضوء، مثل المصابيح الفلورية ومصابيح التفريغ عالي الكثافة ومصابيح LED ، بكفاءة إضاءة عالية. تُنتج هذه الأجهزة الضوء عن طريق التألق الضوئي . يتميز ضوؤها بنطاقات من الأطوال الموجية المميزة، دون وجود "ذيل" من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء غير المرئية، على عكس الطيف المتصل الذي ينتجه مصدر حراري. من خلال الاختيار الدقيق لطلاءات الفوسفور الفلورية أو المرشحات التي تُعدّل التوزيع الطيفي، يُمكن ضبط الطيف المنبعث لمحاكاة مظهر مصادر الإضاءة المتوهجة، أو درجات حرارة لونية مختلفة للضوء الأبيض. عند استخدامها في مهام حساسة للألوان، مثل إضاءة الأفلام، قد تتطلب هذه المصادر تقنيات خاصة لمحاكاة مظهر الإضاءة المتوهجة. [ 87 ] يصف مصطلح "التماثل اللوني" تأثير توزيعات طيف الضوء المختلفة على إدراك اللون.
تكلفة الإضاءة
تُعدّ التكلفة الأولية للمصباح المتوهج ضئيلة مقارنةً بتكلفة الطاقة التي يستهلكها طوال فترة استخدامه. يتميز عمر المصابيح المتوهجة بأنه أقصر من معظم مصادر الإضاءة الأخرى، وهو عامل مهم إذا كان استبدالها غير مريح أو مكلفًا. بعض أنواع المصابيح، بما في ذلك المتوهجة والفلورية، تُصدر ضوءًا أقل مع مرور الوقت؛ وقد يُسبب ذلك إزعاجًا، أو قد يُقلل من عمرها الافتراضي الفعال نظرًا لضرورة استبدالها قبل تلفها التام. يجب أن تشمل مقارنة تكلفة تشغيل المصباح المتوهج مع مصادر الإضاءة الأخرى متطلبات الإضاءة، وتكلفة المصباح، وتكلفة العمالة اللازمة لاستبدال المصابيح (مع الأخذ في الاعتبار عمرها الافتراضي الفعال)، وتكلفة الكهرباء المُستهلكة، وتأثير تشغيل المصباح على أنظمة التدفئة والتكييف. عند استخدامها للإضاءة في المنازل والمباني التجارية، يُمكن أن تُؤدي الطاقة المفقودة على شكل حرارة إلى زيادة كبيرة في الطاقة التي يحتاجها نظام تكييف الهواء في المبنى . خلال موسم التدفئة، لا تُهدر الحرارة الناتجة عن المصابيح، [ 88 ] على الرغم من أنه في معظم الحالات يكون من الأجدى اقتصاديًا الحصول على الحرارة من نظام التدفئة في المبنى. على أي حال، على مدار عام، يوفر نظام الإضاءة الأكثر كفاءة من المصابيح المتوهجة الطاقة في جميع المناخات تقريبًا. [ 89 ]
تدابير لحظر
نظراً لأن المصابيح المتوهجة تستهلك طاقة أكبر من البدائل مثل المصابيح الفلورية المدمجة ( CFLs ) ومصابيح LED ، فقد اتخذت العديد من الحكومات إجراءات لحظرها من خلال وضع معايير كفاءة دنيا أعلى مما يمكن تحقيقه باستخدام المصابيح المتوهجة. وقد طُبقت إجراءات حظر المصابيح في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة وروسيا والبرازيل والأرجنتين وكندا وأستراليا، وغيرها. وقد حسبت المفوضية الأوروبية أن الحظر يُساهم بما بين 5 و 10 مليارات يورو في الاقتصاد، ويُوفر 40 تيراواط /ساعة من الكهرباء سنوياً، مما يُترجم إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 15 مليون طن (33 مليار رطل) . [ 90 ] [ 91 ]
تشمل الاعتراضات على حظر المصابيح المتوهجة ارتفاع التكلفة الأولية للبدائل، وانخفاض جودة إضاءة المصابيح الفلورية، ومقاومة التنظيم الحكومي. [ 92 ] ويشعر البعض بالقلق حيال الآثار الصحية للمصابيح الفلورية . فقد ذكرت مراجعة نُشرت عام 2017 في المجلة العالمية للطب النفسي البيولوجي أن إضاءة LED البيضاء الغنية باللون الأزرق قد تُثبط إفراز الميلاتونين وتُخلّ بالنوم والإيقاعات البيولوجية، مما قد يُؤثر على الصحة النفسية. [ 93 ]
الجهود المبذولة لتحسين الفعالية

أُجريت بعض الأبحاث لتحسين كفاءة المصابيح المتوهجة التجارية. في عام ٢٠٠٧، أعلنت شركة جنرال إلكتريك عن مشروع مصابيح متوهجة عالية الكفاءة (HEI)، زعمت أنه سيكون في نهاية المطاف أكثر كفاءة بأربعة أضعاف من المصابيح المتوهجة الحالية، على الرغم من أن هدفها الإنتاجي الأولي كان ضعف الكفاءة تقريبًا. [ ٩٤ ] [ ٩٥ ] أُوقف برنامج المصابيح المتوهجة عالية الكفاءة في عام ٢٠٠٨ بسبب بطء التقدم. [ ٩٦ ] [ ٩٧ ] أشارت أبحاث وزارة الطاقة الأمريكية في مختبرات سانديا الوطنية في البداية إلى إمكانية تحسين الكفاءة بشكل كبير باستخدام خيوط شبكية ضوئية . [ ٩٤ ] ومع ذلك، أشارت دراسات لاحقة إلى أن النتائج الواعدة في البداية كانت خاطئة. [ ٩٨ ]
استجابةً للتشريعات في مختلف البلدان التي تُلزم بزيادة كفاءة المصابيح، طرحت شركة فيليبس مصابيح هجينة متوهجة . تُنتج مصابيح هالوجينا الموفرة للطاقة المتوهجة حوالي 23 لومن/واط، أي أكثر كفاءة بنسبة 30% تقريبًا من المصابيح المتوهجة التقليدية، وذلك باستخدام كبسولة عاكسة تعكس الإشعاع تحت الأحمر الذي كان يُهدر سابقًا إلى الفتيل، حيث يُعاد إشعاع جزء منه كضوء مرئي. [ 92 ] وقد طوّرت شركة ديورو-تيست هذا المفهوم في عام 1980 بمنتج تجاري أنتج 29.8 لومن/واط. [ 99 ] [ 100 ] ومن الناحية النظرية، يمكن للعواكس الأكثر تطورًا، القائمة على مرشحات التداخل أو البلورات الضوئية ، أن تُحقق كفاءة أعلى، تصل إلى حد أقصى يبلغ حوالي 270 لومن/واط (40% من أقصى كفاءة ممكنة). [ 101 ] وقد أنتجت التجارب المختبرية لإثبات المفهوم ما يصل إلى 45 لومن / واط، وهو ما يقترب من فعالية المصابيح الفلورية المدمجة [ 101 ] [ 102 ] والتي لا تزال أقل من مصابيح LED.
بناء
تتكون المصابيح المتوهجة من غلاف زجاجي محكم الإغلاق (الغطاء أو المصباح) بداخله سلك من التنجستن يمر عبره تيار كهربائي . توفر أسلاك التوصيل وقاعدة مزودة بموصلين (أو أكثر) توصيلات كهربائية للسلك. عادةً ما تحتوي المصابيح المتوهجة على ساق أو حامل زجاجي مثبت في قاعدة المصباح، مما يسمح بمرور التوصيلات الكهربائية عبر الغطاء دون تسرب للهواء أو الغاز. تدعم أسلاك صغيرة مغروسة في الساق السلك وأسلاك التوصيل الخاصة به.
يُسخّن التيار الكهربائي الفتيل إلى درجة حرارة تتراوح عادةً بين 2000 و3300 كلفن (1730 إلى 3030 درجة مئوية؛ 3140 إلى 5480 درجة فهرنهايت) ، وهي أقل بكثير من درجة انصهار التنجستن البالغة 3695 كلفن (3422 درجة مئوية؛ 6191 درجة فهرنهايت) . وتعتمد درجة حرارة الفتيل على نوعه وشكله وحجمه وشدة التيار المسحوب. يُصدر الفتيل المُسخّن ضوءًا يُقارب طيفًا متصلًا . الجزء المفيد من الطاقة المنبعثة هو الضوء المرئي ، بينما تُفقد معظم الطاقة على شكل حرارة في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة .
المصابيح
معظم المصابيح الكهربائية إما شفافة أو مطلية. تحتوي المصابيح المطلية على طين الكاولين المنفوخ والمُرسب كهربائيًا على السطح الداخلي للمصباح. تعمل طبقة المسحوق على تشتيت الضوء المنبعث من الفتيل. يمكن إضافة أصباغ إلى الطين لتعديل لون الضوء المنبعث. تُستخدم مصابيح الكاولين المشتتة للضوء على نطاق واسع في الإضاءة الداخلية نظرًا لإضاءتها اللطيفة نسبيًا. تُصنع أنواع أخرى من المصابيح الملونة، بما في ذلك الألوان المختلفة المستخدمة في مصابيح الحفلات، وأضواء أشجار عيد الميلاد ، وغيرها من الإضاءة الزخرفية. تُصنع هذه المصابيح بتلوين الزجاج بمادة مُضافة ، غالبًا ما تكون معدنًا مثل الكوبالت (للون الأزرق) أو الكروم (للون الأخضر). [ 103 ] يُستخدم الزجاج المحتوي على النيوديميوم أحيانًا لإضفاء مظهر طبيعي أكثر على الضوء.
|
يمكن أن تصل درجة حرارة المصباح الزجاجي للمصابيح العامة إلى ما بين 200 و260 درجة مئوية (392 و500 درجة فهرنهايت) . أما المصابيح المصممة للعمل بقدرة عالية أو المستخدمة لأغراض التدفئة، فتكون أغلفتها مصنوعة من الزجاج الصلب أو الكوارتز المنصهر . [ 76 ]
إذا تسرب غلاف المصباح الكهربائي، فإن سلك التنجستن الساخن يتفاعل مع الهواء، مما ينتج عنه رذاذ من نتريد التنجستن البني، وثاني أكسيد التنجستن البني ، وخماسي أكسيد التنجستن الأزرق البنفسجي ، وثلاثي أكسيد التنجستن الأصفر الذي يترسب بعد ذلك على الأسطح القريبة أو داخل المصباح.
تعبئة الوقود
تُملأ معظم المصابيح الحديثة بغاز خامل لتقليل تبخر الفتيل ومنع أكسدته . ويبلغ ضغط الغاز حوالي 70 كيلو باسكال (0.7 ضغط جوي) . [ 104 ]
يقلل الغاز من تبخر الفتيل، ولكن يجب اختيار مادة الحشو بعناية لتجنب فقدان الحرارة بشكل ملحوظ. ولتحقيق هذه الخصائص، يُفضل أن يكون الغاز خاملًا كيميائيًا وذو وزن ذري أو جزيئي عالٍ . يحافظ وجود الغاز على ضغط بخار التنجستن أقل من ضغط بخاره، مما يسمح بتشغيله عند درجات حرارة أعلى دون التأثير على عمره (أو، عند التشغيل عند نفس درجة الحرارة، يُطيل عمر الفتيل). من ناحية أخرى، يؤدي وجود الغاز إلى فقدان الحرارة من الفتيل، وبالتالي انخفاض الكفاءة نتيجة انخفاض التوهج، وذلك عن طريق التوصيل الحراري والحمل الحراري .
كانت المصابيح القديمة تستخدم الفراغ فقط لحماية الفتيل من الأكسجين. يزيد الفراغ من تبخر الفتيل ولكنه يمنع نوعين من فقدان الحرارة. بعض المصابيح الحديثة الصغيرة تستخدم الفراغ أيضاً.
أكثر الحشوات استخداماً هي: [ 105 ]
- يُستخدم نظام التفريغ الهوائي في المصابيح الصغيرة. يوفر أفضل عزل حراري للفتيل، ولكنه لا يحميه من التبخر. كما يُستخدم أيضًا في المصابيح الأكبر حجمًا حيث يجب الحد من درجة حرارة سطح المصباح الخارجي.
- الأرجون (93%) والنيتروجين (7%)، حيث يُستخدم الأرجون لخموله وانخفاض موصليته الحرارية وتكلفته المنخفضة، ويُضاف النيتروجين لزيادة جهد الانهيار ومنع حدوث شرارة بين أجزاء الفتيل. [ 104 ]
- النيتروجين، المستخدم في بعض المصابيح ذات الطاقة العالية، مثل مصابيح العرض، وحيث تكون هناك حاجة إلى جهد انهيار أعلى بسبب قرب أجزاء الفتيل أو أسلاك التوصيل.
- الكريبتون ، وهو أكثر فائدة من الأرجون بسبب وزنه الذري الأعلى وموصليته الحرارية المنخفضة (مما يسمح أيضًا باستخدام مصابيح أصغر)، ولكن استخدامه يعيقه ارتفاع تكلفته بشكل كبير، مما يحد من استخدامه في الغالب في المصابيح ذات الحجم الأصغر.
- يُخلط الكريبتون مع الزينون ، حيث يُحسّن الزينون خصائص الغاز بشكلٍ أكبر نظرًا لوزنه الذري الأعلى. إلا أن استخدامه محدودٌ بسبب تكلفته الباهظة. وتُعدّ التحسينات الناتجة عن استخدام الزينون متواضعةً مقارنةً بتكلفته.
- الهيدروجين ، في المصابيح الوامضة الخاصة حيث يكون التبريد السريع للفتيل مطلوبًا؛ يتم استغلال موصليته الحرارية العالية هنا.
- الهالوجين ، وهو كمية صغيرة ممزوجة بغاز خامل تستخدم في مصابيح الهالوجين، وهي نوع مميز من المصابيح المتوهجة.
يجب أن يكون خزان الغاز خالياً من آثار الماء، مما يؤدي إلى تسريع اسوداد المصباح بشكل كبير (انظر أدناه).
تكون طبقة الغاز القريبة من الخيط (وتسمى طبقة لانغمير) راكدة، حيث يحدث انتقال الحرارة فقط عن طريق التوصيل. ولا يحدث الحمل الحراري إلا على مسافة معينة لنقل الحرارة إلى غلاف المصباح.
يؤثر اتجاه الخيط على الكفاءة. فتدفق الغاز الموازي للخيط، على سبيل المثال، المصباح الموجه عموديًا بخيط رأسي (أو محوري)، يقلل من فقدان الحرارة بالحمل الحراري.
تزداد كفاءة المصباح بزيادة قطر الفتيل. أما المصابيح ذات الفتيل الرفيع والطاقة المنخفضة فلا تستفيد كثيراً من غاز التعبئة، لذا غالباً ما يتم تفريغها من الهواء فقط.
استخدمت المصابيح الكهربائية القديمة ذات الخيوط الكربونية غازات أول أكسيد الكربون أو النيتروجين أو بخار الزئبق . ومع ذلك، تعمل الخيوط الكربونية عند درجات حرارة أقل من تلك التي تعمل بخيوط التنجستن، لذا لم يكن لتأثير غاز التعبئة أهمية كبيرة لأن فقدان الحرارة يفوق أي فوائد محتملة.
تصنيع

كانت المصابيح في بداياتها تُصنع يدويًا بجهد كبير. بعد تطوير الآلات الأوتوماتيكية، انخفضت تكلفة المصابيح. وحتى عام ١٩١٠، عندما بدأ إنتاج آلة ويستليك من ليبي، كان فريق من ثلاثة عمال (جامعان وصانع رئيسي) يصنعون المصابيح عادةً بنفخها في قوالب خشبية أو من الحديد الزهر، مغطاة بمعجون. [ ١٠٦ ] في ثمانينيات القرن التاسع عشر، كان مصنع كورنينج للزجاج ينتج حوالي ١٥٠ مصباحًا في الساعة باستخدام عملية النفخ اليدوي. [ ١٠٦ ]
استندت آلة ويستليك، التي طورتها شركة ليبي غلاس ، إلى نسخة معدلة من آلة نفخ الزجاجات من شركة أوينز-ليبي. وسرعان ما بدأت شركة كورنينج غلاس ووركس بتطوير آلات نفخ المصابيح الآلية المنافسة، وكانت أول آلة منها تُستخدم في الإنتاج هي آلة E-Machine. [ 106 ]
آلة الشريط
واصلت شركة كورنينج تطوير آلات إنتاج المصابيح الكهربائية المؤتمتة، وقامت بتركيب آلة الشريط في عام 1926 في مصنعها بمدينة ويلسبورو ، بنسلفانيا. [ 107 ] تفوقت آلة الشريط على جميع المحاولات السابقة لأتمتة إنتاج المصابيح، واستُخدمت لإنتاج المصابيح المتوهجة حتى القرن الحادي والعشرين. وقد ابتكر المخترع، ويليام وودز، بالتعاون مع زميله في شركة كورنينج للزجاج، ديفيد إي. جراي، آلةً كانت تنتج بحلول عام 1939 ألف مصباح في الدقيقة. [ 106 ]
تعمل آلة الشريط الزجاجي بتمرير شريط زجاجي متصل على سير ناقل ، يُسخّن في فرن، ثم يُنفخ بواسطة فوهات هواء دقيقة التوجيه عبر ثقوب في السير الناقل إلى قوالب. وهكذا تُصنع المصابيح أو الأغلفة الزجاجية. يمكن لآلة نموذجية إنتاج ما بين 50,000 و120,000 مصباح في الساعة، حسب حجم المصباح. [ 108 ] [ 109 ] بحلول سبعينيات القرن العشرين، أنتجت 15 آلة شريط زجاجي، مُثبّتة في مصانع حول العالم، كامل إمدادات المصابيح المتوهجة. [ 110 ] يُجمّع الفتيل ودعاماته على ساق زجاجي، ثم يُلحم بالمصابيح. يُسحب الهواء من المصابيح، ويُغلق أنبوب التفريغ في مكبس الساق بلهب. بعد ذلك، يُوضع المصباح في قاعدة المصباح، ويُختبر التجميع بالكامل. أدى إغلاق مصنع أوسرام سيلفانيا في ويلسبورو بولاية بنسلفانيا عام 2016 إلى إيقاف تشغيل واحدة من آخر آلات تصنيع الشرائط المتبقية في الولايات المتحدة. [ 110 ]
خيط
يتميز الكربون بأعلى درجة انصهار بين جميع العناصر، وقد ثبت في مصابيح القوس الكربوني أنه يُنتج توهجًا قريبًا جدًا من توهج ضوء الشمس. مع ذلك، يميل الكربون إلى التسامي قبل بلوغ درجة انصهاره تبعًا للضغط، مما يؤدي إلى اسوداد سريع للمصابيح المفرغة من الهواء. صُنعت أول خيوط مصابيح كهربائية ناجحة تجاريًا من الورق أو الخيزران المُفحّم . تتميز خيوط الكربون بمعامل مقاومة حراري سالب - فكلما ارتفعت درجة حرارتها، انخفضت مقاومتها الكهربائية. هذا جعل المصباح حساسًا لتقلبات التيار الكهربائي، إذ أن أي زيادة طفيفة في الجهد ستؤدي إلى تسخين الخيط، مما يقلل مقاومته ويزيد من استهلاكه للطاقة والحرارة.
كانت خيوط الكربون تُعالج حراريًا بتسخينها في بخار هيدروكربوني (عادةً بنزين) لتحسين قوتها وتجانسها. أما الخيوط المعدنية أو "المُجرافنة"، فكانت تُسخّن أولًا إلى درجة حرارة عالية لتحويلها إلى جرافيت ، مما يزيد من قوتها ونعومتها. تتميز هذه الخيوط بمعامل حراري موجب، مثل الموصلات المعدنية ، مما يُثبّت خصائص تشغيل المصابيح في مواجهة التغيرات الطفيفة في جهد التغذية.
جُرِّبت الخيوط المعدنية عام 1897 [ 111 ] وبدأت تحل محل الكربون بدءًا من عام 1904 تقريبًا. يتميز التنجستن بأعلى درجة انصهار متاحة، لكن هشاشته شكلت عائقًا. بحلول عام 1910، طوّر ويليام د. كوليدج في شركة جنرال إلكتريك عملية لإنتاج شكل مطاوع من التنجستن. تطلبت هذه العملية ضغط مسحوق التنجستن في قضبان، ثم عدة خطوات من التلبيد والتشكيل ، ثم سحب الأسلاك. وُجِد أن التنجستن النقي جدًا يُشكِّل خيوطًا تترهل أثناء الاستخدام، وأن معالجة "التطعيم" بكمية ضئيلة جدًا من أكاسيد البوتاسيوم والسيليكون والألومنيوم بمستوى بضع مئات من الأجزاء في المليون (ما يُسمى بتنجستن AKS) حسّنت بشكل كبير من عمر ومتانة خيوط التنجستن. [ 112 ]
لا تزال آلية انزلاق حدود الحبيبات، التي تتكيف مع الزحف الانتشارى، هي الآلية السائدة لفشل خيوط التنجستن حتى الآن . [ 113 ] أثناء التشغيل، يتعرض سلك التنجستن لإجهاد ناتج عن وزنه، وبسبب الانتشار الذي قد يحدث عند درجات الحرارة العالية، تبدأ الحبيبات بالدوران والانزلاق. هذا الإجهاد، نتيجةً للاختلافات في الخيط، يتسبب في ترهل الخيط بشكل غير منتظم، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة عزم الدوران عليه. [ 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 عدة لفات من سلك رفيع ملفوف، يُعرف أيضًا بالملف اللولبي . تُسمى المصابيح الكهربائية التي تستخدم فتائل ملفوفة أحيانًا بالمصابيح ذات الملف المزدوج . بالنسبة لمصباح 60 واط 120 فولت، يبلغ طول فتيل التنجستن غير الملفوف عادةً 580 مليمترًا (22.8 بوصة) ، [ 76 ] ويبلغ قطر الفتيل 0.046 مليمترًا (0.0018 بوصة) . تتمثل ميزة الملف اللولبي في تقليل تدفق الغاز داخل المصباح على طول سطح سلك الفتيل نفسه. بدلًا من ذلك، يتدفق الغاز فقط حول الجزء الخارجي من شكل الملف اللولبي، مما يقلل من تبخر المادة وفقدان الحرارة من السلك. [ 114 ] يتبخر الفتيل الملفوف ببطء أكبر من الفتيل المستقيم ذي مساحة السطح نفسها وقدرة الإضاءة ذاتها، مما يعني أن المصباح يدوم لفترة أطول. كما أن زيادة الحرارة المحتفظ بها في الفتيل تجعله يسخن أكثر، مما ينتج عنه مصدر إضاءة أكثر كفاءة.



تُستخدم الخيوط الكهربائية أيضًا في الكاثودات الساخنة للمصابيح الفلورية وأنابيب التفريغ كمصدر للإلكترونات ، أو في أنابيب التفريغ لتسخين قطب كهربائي باعث للإلكترونات. وعند استخدامها كمصدر للإلكترونات، قد تُغطى بطبقة خاصة تزيد من إنتاج الإلكترونات.
تقليل تبخر الخيوط
أثناء التشغيل العادي، يتبخر التنجستن الموجود في فتيل المصباح؛ وتتبخر الفتائل الأكثر سخونة وكفاءة بشكل أسرع. [ 115 ] ولهذا السبب، فإن عمر مصباح الفتيل يمثل مفاضلة بين الكفاءة وطول العمر. وعادةً ما تُضبط هذه المفاضلة لتوفير عمر يتراوح بين 1000 و2000 ساعة للمصابيح المستخدمة في الإضاءة العامة. أما مصابيح المسرح والتصوير الفوتوغرافي ومصابيح العرض، فقد لا يتجاوز عمرها الافتراضي بضع ساعات، حيث تُضحى بطول العمر المتوقع مقابل إنتاجية عالية في تصميم صغير الحجم. تتميز مصابيح الخدمة العامة طويلة العمر بكفاءة أقل، ولكن قبل تطوير مصابيح الفلورسنت المدمجة ومصابيح LED، كانت هذه المصابيح مفيدة في التطبيقات التي يصعب فيها استبدال المصباح.
وجد إيرفينغ لانغمير أن استخدام الغاز الخامل، بدلاً من الفراغ، يُبطئ التبخر. تُملأ مصابيح الإضاءة المتوهجة العامة التي تزيد قدرتها عن 25 واط بمزيج من غاز الأرغون في الغالب وبعض النيتروجين ، [ 116 ] أو أحيانًا الكريبتون . [ 117 ] في حين أن الغاز الخامل يُقلل من تبخر الفتيل، فإنه ينقل الحرارة منه أيضًا، مما يُبرده ويُقلل من كفاءته. عند ثبات الضغط ودرجة الحرارة، تعتمد الموصلية الحرارية للغاز على وزنه الجزيئي ومساحة مقطعه العرضي. تتميز الغازات ذات الوزن الجزيئي الأعلى بموصلية حرارية أقل، نظرًا لارتفاع كل من وزنها الجزيئي ومساحة مقطعها العرضي. يُحسّن غاز الزينون الكفاءة نظرًا لوزنه الجزيئي العالي، ولكنه أغلى ثمنًا، لذا يقتصر استخدامه على المصابيح الصغيرة. [ 118 ]
يحدث تشقق الفتيل نتيجة تبخره غير المتساوي. تؤدي الاختلافات الطفيفة في المقاومة الكهربائية على طول الفتيل إلى تكوّن "بقع ساخنة" عند نقاط المقاومة العالية؛ [ 77 ] ويؤدي اختلاف القطر بنسبة 1% فقط إلى انخفاض عمر الخدمة بنسبة 25%. [ 76 ] وبما أن مقاومة الفتيل تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة، فإن البقع ذات درجة الحرارة الأعلى ستكون ذات مقاومة أعلى، مما يؤدي إلى تبديد المزيد من الطاقة، وبالتالي ارتفاع درجة حرارتها - وهي حلقة تغذية راجعة إيجابية . تتبخر هذه البقع الساخنة أسرع من باقي الفتيل، مما يزيد المقاومة بشكل دائم عند تلك النقطة. وتنتهي العملية بظهور الفجوة الصغيرة المألوفة في فتيل يبدو سليمًا.
تُنتج المصابيح التي تعمل بالتيار المستمر عدم انتظام عشوائي متدرج على سطح الفتيل، مما قد يقلل عمرها الافتراضي إلى النصف مقارنةً بالمصابيح التي تعمل بالتيار المتردد؛ ويمكن استخدام سبائك مختلفة من التنجستن والرينيوم لمواجهة هذا التأثير. [ 119 ] [ 120 ]
بما أن انقطاع سلك التسخين في مصباح مملوء بالغاز قد يُسبب قوسًا كهربائيًا ، والذي قد ينتشر بين الأطراف ويسحب تيارًا عاليًا جدًا، فغالبًا ما تُستخدم أسلاك توصيل رفيعة عمدًا أو أجهزة حماية أكثر تطورًا كصمامات مدمجة في المصباح. [ 121 ] ويُستخدم المزيد من النيتروجين في المصابيح ذات الجهد العالي لتقليل احتمالية حدوث القوس الكهربائي. [ 116 ]
سواد المصباح
في المصباح التقليدي، يتكثف التنجستن المتبخر على السطح الداخلي للغلاف الزجاجي، مما يؤدي إلى اسوداده. أما في المصابيح المفرغة من الهواء، فيكون الاسوداد منتظمًا على كامل سطح الغلاف. وعند استخدام غاز خامل، ينتقل التنجستن المتبخر مع تيارات الحمل الحراري للغاز، ويترسب بشكل أساسي على الجزء العلوي من الغلاف، مما يؤدي إلى اسوداد ذلك الجزء فقط. وقد أدت دراسة مشكلة اسوداد المصابيح إلى اكتشاف الانبعاث الحراري ، واختراع أنبوب التفريغ ، واستخدام الترسيب بالتبخير في صناعة المرايا والطلاءات البصرية الأخرى . [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]
يمكن لكمية ضئيلة جدًا من بخار الماء داخل المصباح أن تزيد بشكل ملحوظ من تعتيمه. يتفكك بخار الماء إلى هيدروجين وأكسجين عند الفتيل الساخن. يهاجم الأكسجين معدن التنجستن، وتنتقل جزيئات أكسيد التنجستن الناتجة إلى الأجزاء الأكثر برودة من المصباح. يقوم الهيدروجين الناتج عن بخار الماء باختزال الأكسيد، مُعيدًا تكوين بخار الماء ومُكملًا دورة الماء هذه . [ 77 ] إن ما يعادل قطرة ماء موزعة على 500,000 مصباح سيؤدي إلى زيادة التعتيم بشكل ملحوظ. [ 76 ] تُوضع كميات ضئيلة من مواد مثل الزركونيوم داخل المصباح كعامل امتصاص للتفاعل مع أي أكسجين قد يتسرب من مكونات المصباح أثناء التشغيل. [ 125 ]
بعض المصابيح القديمة عالية الطاقة المستخدمة في المسارح، وأجهزة العرض، وأضواء الكشافات، والمنارات، ذات الفتائل السميكة والمتينة، كانت تحتوي على مسحوق التنجستن السائب داخل غلافها. وكان المشغل يقوم من حين لآخر بإزالة المصباح ورجه، مما يسمح لمسحوق التنجستن بفرك معظم التنجستن المتكثف على السطح الداخلي للغلاف، وبالتالي إزالة السواد وإعادة إضاءة المصباح. [ 126 ]
مصابيح الهالوجين
يقلل مصباح الهالوجين من التبخر غير المتساوي للفتيل ويمنع اسوداد غلافه، وذلك بملء المصباح بغاز الهالوجين تحت ضغط منخفض، بالإضافة إلى غاز خامل. تزيد دورة الهالوجين من عمر المصباح وتمنع اسوداده عن طريق إعادة ترسيب التنجستن من داخل المصباح على الفتيل. يمكن لمصباح الهالوجين تشغيل فتيله عند درجة حرارة أعلى من مصباح غازي قياسي ذي قدرة مماثلة دون التأثير على عمره التشغيلي. هذه المصابيح أصغر بكثير من المصابيح المتوهجة العادية، وتُستخدم على نطاق واسع في الأماكن التي تتطلب إضاءة مكثفة في مساحة محدودة. تُعد مصابيح الألياف الضوئية للمجهر الضوئي أحد التطبيقات النموذجية.
مصابيح القوس المتوهجة
لم يستخدم نوعٌ من المصابيح المتوهجة سلكًا ساخنًا، بل اعتمد على قوس كهربائي يُشعل على قطب كروي لتوليد الحرارة. ثم يتوهج القطب، مع مساهمة ضئيلة من القوس في الضوء الناتج. استُخدمت هذه المصابيح للإسقاط أو الإضاءة للأجهزة العلمية كالمجاهر . عملت مصابيح القوس هذه بفولتيات منخفضة نسبيًا، وتضمنت خيوطًا من التنجستن لبدء التأين داخل الغلاف. وفرت هذه المصابيح ضوءًا مركزًا شديدًا كضوء مصباح القوس ، لكنها كانت أسهل في التشغيل. طُوّرت هذه المصابيح حوالي عام ١٩١٥، وحلّت محلها مصابيح قوس الزئبق والزينون . [ ١٢٧ ] [ ١٢٨ ] [ ١٢٩ ]
الخصائص الكهربائية
| مصابيح 120 فولت [ 130 ] | مصابيح 230 فولت [ 131 ] | |||
|---|---|---|---|---|
| الطاقة (واط) | الناتج ( lm ) | الفعالية (لومن/واط) | الناتج ( lm ) | الفعالية (لومن/واط) |
| 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 | 1380 | 13.8 |
| 150 | 2850 | 19.0 | 2220 | 14.8 |
| 200 | 3900 | 19.5 | 3150 | 15.8 |
| 300 | 6200 | 20.7 | 5000 | 16.7 |
| 500 | 8400 | 16.8 | ||
قوة
تُعتبر المصابيح المتوهجة أحمالًا مقاومة خالصة تقريبًا بمعامل قدرة يساوي 1. وعلى عكس مصابيح التفريغ أو مصابيح LED، فإن الطاقة المستهلكة فيها تساوي الطاقة الظاهرية في الدائرة. تُسوّق المصابيح المتوهجة عادةً وفقًا للطاقة الكهربائية المستهلكة، والتي تعتمد بشكل أساسي على مقاومة تشغيل الفتيل. بالنسبة لمصباحين من نفس الجهد والنوع، يُعطي المصباح ذو القدرة الأعلى إضاءةً أقوى.
يُبيّن الجدول الناتج التقريبي النموذجي، باللومن ، لمصابيح الإضاءة المتوهجة القياسية بجهد 120 فولت عند قدرات مختلفة. عادةً ما يكون ناتج الضوء لمصابيح مماثلة بجهد 230 فولت أقل قليلاً، على الرغم من أن العكس صحيح في هذا الجدول عند قدرة 25 واط. يكون فتيل المصباح ذو التيار المنخفض (الجهد العالي) أرق، ويجب تشغيله عند درجة حرارة أقل قليلاً للحصول على نفس العمر الافتراضي، مما يقلل من كفاءة الطاقة . [ 132 ]
تكون قيم اللومن للمصابيح "البيضاء الناعمة" عمومًا أقل قليلاً من قيم اللومن للمصابيح الشفافة عند نفس القدرة.
التيار والمقاومة
تعتمد مقاومة الفتيل على درجة الحرارة. تبلغ المقاومة الباردة لمصابيح التنجستن حوالي 1/15 من مقاومتها أثناء التشغيل. على سبيل المثال، تبلغ مقاومة مصباح 100 واط، 120 فولت، 144 أوم عند إضاءته، لكن مقاومته الباردة أقل بكثير (حوالي 9.5 أوم). [ 76 ] [ ب ] بما أن المصابيح المتوهجة أحمال مقاومة، يمكن استخدام مخفتات إضاءة TRIAC بسيطة للتحكم في السطوع. قد تحمل الموصلات الكهربائية رمز "T" للدلالة على أنها مصممة للتحكم في الدوائر ذات تيار البدء العالي المميز لمصابيح التنجستن. بالنسبة لمصباح خدمة عامة 100 واط، 120 فولت، يستقر التيار في حوالي 0.10 ثانية، ويصل المصباح إلى 90% من سطوعه الكامل بعد حوالي 0.13 ثانية. [ 134 ]
الخصائص الفيزيائية
أمان
لا ينكسر فتيل مصباح التنجستن بسهولة عندما يكون المصباح باردًا، لكنه يصبح أكثر عرضةً للكسر عندما يسخن لأن المعدن المتوهج أقل صلابة. قد يؤدي أي اصطدام خارجي بالمصباح إلى كسر الفتيل أو حدوث ارتفاع مفاجئ في التيار الكهربائي يتسبب في انصهار جزء منه أو تبخره. في معظم المصابيح المتوهجة الحديثة، يعمل جزء من السلك داخل المصباح كصمام أمان : فإذا تسبب انقطاع الفتيل في حدوث ماس كهربائي داخل المصباح، ينصهر الجزء القابل للانصهار من السلك ويقطع التيار لمنع تلف خطوط التغذية.
قد ينكسر المصباح الزجاجي الساخن عند ملامسته لأجسام باردة. وعندما ينكسر الغلاف الزجاجي، ينفجر المصباح ، مما يعرض الفتيل للهواء المحيط. وعادةً ما يؤدي الهواء إلى تدمير الفتيل الساخن من خلال الأكسدة .
أشكال المصابيح

تُحدد المعايير الوطنية شكل وحجم المصابيح. بعض هذه التسميات عبارة عن حرف واحد أو أكثر متبوعًا برقم واحد أو أكثر، مثل A55 أو PAR38، حيث تُشير الأحرف إلى الشكل، بينما تُشير الأرقام إلى حجم مميز.
تغطي المعايير الوطنية مثل ANSI C79.1-2002 و IS 14897:2000 [ 135 ] و JIS C 7710:1988 [ 136 ] مصطلحات مشتركة لأشكال المصابيح.
| وصف | SI | بوصة | تفاصيل |
|---|---|---|---|
| مصباح "قياسي" | A60 E26 | A19 E26 | مصباح من النوع A بقطر 60 مم (حوالي 1.75 بوصة) ، وقاعدة لولبية من نوع إديسون بقطر 26 مم. |
| مصباح لهب الشمعة | CA35 E12 | CA11 E12 | شكل لهب شمعة بقطر 35 مم (حوالي 11/8 بوصة)، ومسمار إديسون بقطر 12 مم |
| كشاف ضوئي | BR95 E26 | BR30 E26 | مصباح كاشف بقطر 95 مم (حوالي 30/8 بوصة)، ومسمار إديسون بقطر 26 مم |
| مصباح إضاءة هالوجين للمسار | MR50 GU5.3 | MR16 GU5.3 | عاكس متعدد الأوجه بقطر 50 مم (حوالي 16/8 بوصة) ، موصل ثنائي الدبابيس بجهد 12 فولت بمسافة 5.33 مم |
رموز الأشكال الشائعة
- خدمة عامة / خدمة الإضاءة العامة (GLS)
- ينبعث الضوء في جميع الاتجاهات تقريباً. متوفر بنوعين: شفاف أو مصنفر.
- الأنواع: عام (A)، بيضاوي (E)، فطري (M)، إشارة (S)، أنبوبي (T)
- مقاسات 120 فولت: A17 و 19 و 21
- مقاسات 230 فولت: A55 و A60 [ ج ]
- خدمة عامة عالية الطاقة
- المصابيح التي تزيد قدرتها عن 200 واط.
- الأنواع: على شكل كمثرى (PS)
- ديكوري
- المصابيح المستخدمة في الثريات، وما إلى ذلك. قد تستخدم المصابيح الصغيرة بحجم الشموع مقبسًا أصغر.
- الأنواع: شمعة (B)، شمعة ملتوية، شمعة ذات طرف منحني (CA & BA)، لهب (F)، كرة (G)، مدخنة فانوس (H)، مستديرة فاخرة (P)
- مقاسات 230 فولت: P45، G95
- عاكس (R)
- تعمل الطبقة العاكسة داخل المصباح على توجيه الضوء للأمام. تعمل مصابيح الإضاءة المنتشرة (FL) على توزيع الضوء، بينما تعمل مصابيح الإضاءة المركزة (SP) على تركيزه. تُصدر مصابيح العاكس (R) ضعف كمية الضوء (بالشمعة القدمية) تقريبًا في المنطقة الأمامية المركزية مقارنةً بمصابيح الخدمة العامة (A) ذات القدرة الكهربائية نفسها.
- الأنواع: عاكس قياسي (R)، عاكس محدب (BR)، عاكس بيضاوي (ER)، مطلي بالفضة
- مقاسات 120 فولت: R16، 20، 25 و30
- أحجام 230 فولت: R50، 63، 80 و 95 [ ج ]
- عاكس مكافئ مطلي بالألومنيوم (PAR)
- تتحكم مصابيح العاكس المكافئ المطلي بالألومنيوم (PAR) بالضوء بدقة أكبر. فهي تُنتج شدة إضاءة مركزة تعادل أربعة أضعاف شدة الإضاءة العامة (A)، وتُستخدم في الإضاءة المدمجة والإضاءة الموجهة. كما تتوفر أغلفة مقاومة للعوامل الجوية لوحدات الإضاءة الخارجية الموضعية والواسعة.
- مقاسات 120 فولت: PAR 16، 20، 30، 38، 56 و 64
- مقاسات 230 فولت: PAR 16، 20، 30، 38، 56 و 64
- متوفر بأشكال إضاءة متعددة ، مركزة ومنتشرة. وكما هو الحال مع جميع المصابيح، يُمثل الرقم قطر المصباح بوحدة ⅛ بوصة . لذا، يبلغ قطر مصباح PAR 16 51 مم ( بوصتين) ، وقطر مصباح PAR 20 64 مم (2.5 بوصة) ، وقطر مصباح PAR 30 95 مم (3.75 بوصة) ، وقطر مصباح PAR 38 121 مم (4.75 بوصة) .

- عاكس متعدد الأوجه (MR)
- عادة ما تكون المصابيح العاكسة متعددة الأوجه أصغر حجماً وتعمل بجهد منخفض، غالباً 12 فولت.

- HIR/IRC
- "HIR" هو مصطلح تستخدمه شركة جنرال إلكتريك لوصف مصباح ذي طلاء عاكس للأشعة تحت الحمراء. وبما أن كمية أقل من الحرارة تتسرب، فإن الفتيل يحترق بدرجة حرارة أعلى وبكفاءة أكبر. [ 137 ] أما شركة أوسرام فتستخدم مصطلح "IRC" لوصف طلاء مماثل. [ 138 ]
قواعد المصابيح

قد تحتوي المصابيح الكبيرة على قاعدة لولبية أو قاعدة حربة ، مع وجود نقطة توصيل واحدة أو أكثر على القاعدة. قد يعمل الغلاف كنقطة توصيل كهربائية أو كدعامة ميكانيكية فقط. تُستخدم مصابيح قاعدة الحربة بكثرة في مصابيح السيارات لمقاومة الارتخاء الناتج عن الاهتزاز. تحتوي بعض المصابيح الأنبوبية على نقطة توصيل كهربائية في كلا طرفيها. قد تحتوي المصابيح الصغيرة على قاعدة إسفينية ونقاط توصيل سلكية، وبعض مصابيح السيارات والمصابيح ذات الأغراض الخاصة تحتوي على أطراف لولبية للتوصيل بالأسلاك. قد تحتوي المصابيح الصغيرة جدًا على أسلاك دعم الفتيل ممتدة عبر قاعدة المصباح للتوصيلات. غالبًا ما تُستخدم قاعدة ثنائية الدبابيس لمصابيح الهالوجين أو المصابيح العاكسة. [ 139 ]
في أواخر القرن التاسع عشر، طرح المصنّعون العديد من قواعد المصابيح غير المتوافقة. وسرعان ما تم اعتماد أحجام قواعد " مازدا " القياسية من شركة جنرال إلكتريك في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
يمكن تثبيت قواعد المصابيح على المصباح باستخدام مادة لاصقة، أو عن طريق التثبيت الميكانيكي في التجاويف المصبوبة في المصباح الزجاجي.
تتميز المصابيح المُخصصة للاستخدام في الأنظمة البصرية بقواعد مزودة بميزات محاذاة لضمان وضع الفتيل بدقة داخل النظام البصري. أما المصابيح ذات القاعدة اللولبية، فقد يكون اتجاه الفتيل فيها عشوائيًا عند تركيب المصباح في المقبس.
تسمح نقاط التلامس في قاعدة المصباح بمرور التيار الكهربائي عبر القاعدة إلى الفتيل. توفر القاعدة التوصيلات الكهربائية والدعم الميكانيكي، وتتيح استبدال المصباح عند احتراقه.
شدة الإضاءة وعمرها الافتراضي
تتأثر المصابيح المتوهجة بشدة بتغيرات جهد التيار الكهربائي. وتكتسب هذه الخصائص أهمية عملية واقتصادية كبيرة.
بالنسبة لجهد التغذية V القريب من الجهد المقنن للمصباح:
- يتناسب ناتج الضوء تقريبًا مع V 3.4
- يتناسب استهلاك الطاقة تقريبًا مع 1.6 فولت
- يتناسب العمر تقريبًا مع V −16
- درجة حرارة اللون تتناسب تقريبًا مع V 0.42 [ 115 ]
يؤدي خفض الجهد بنسبة 5% إلى مضاعفة عمر المصباح، ولكنه يقلل من شدة إضاءته بنحو 16%. تستفيد المصابيح طويلة العمر من هذه المفاضلة في تطبيقات مثل مصابيح إشارات المرور. ولأن تكلفة الطاقة الكهربائية التي تستهلكها هذه المصابيح تفوق تكلفة المصباح نفسه، فإن مصابيح الخدمة العامة تُركز على الكفاءة بدلاً من طول عمرها التشغيلي. فالهدف هو تقليل تكلفة الإضاءة، وليس تكلفة المصابيح. [ 76 ] كان عمر المصابيح الأولى يصل إلى 2500 ساعة، ولكن في عام 1924، وافقت شركة فويبوس كارتل على تحديد عمرها بـ 1000 ساعة. [ 140 ] وعندما انكشف هذا الأمر في عام 1953، مُنعت شركة جنرال إلكتريك وغيرها من الشركات الأمريكية الرائدة من تحديد عمر المصابيح. [ 141 ]
العلاقات المذكورة أعلاه صالحة فقط لتغيرات طفيفة في الجهد الكهربائي حول ظروف التشغيل القياسية، لكنها تشير إلى أن المصباح الذي يعمل بجهد منخفض قد يدوم لفترة أطول بكثير من عمره عند تشغيله بالجهد القياسي، وإن كان ذلك مع انخفاض كبير في شدة الإضاءة. يُعدّ " مصباح المئوية " مصباحًا كهربائيًا معترفًا به في موسوعة غينيس للأرقام القياسية، حيث ظلّ مضاءً بشكل شبه متواصل في محطة إطفاء في ليفرمور، كاليفورنيا ، منذ عام 1901. ومع ذلك، فإنّ شدة إضاءة هذا المصباح تعادل شدة إضاءة مصباح بقوة 4 واط. وينطبق الأمر نفسه على مصباح بقوة 40 واط في تكساس، والذي ظلّ مضاءً منذ 21 سبتمبر 1908. كان هذا المصباح موجودًا في دار أوبرا حيث توقف مشاهير بارزون للاستمتاع بضوئه، ثم نُقل إلى متحف محلي عام 1977. [ 142 ]
تُفضّل مصابيح الإضاءة الكاشفة المستخدمة في التصوير الفوتوغرافي شدة الإضاءة على عمر المصباح، إذ لا يدوم بعضها سوى ساعتين. الحد الأقصى لدرجة حرارة الفتيل هو درجة انصهار المعدن. يُعدّ التنجستن المعدن ذو أعلى درجة انصهار، حيث تبلغ 3695 كلفن (3422 درجة مئوية؛ 6191 درجة فهرنهايت) . على سبيل المثال، صُمّم مصباح عرض ضوئي بعمر افتراضي 50 ساعة ليعمل فقط عند درجة حرارة أقل بـ 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) من درجة الانصهار هذه. قد يصل إنتاج هذا المصباح إلى 22 لومن لكل واط، مقارنةً بـ 17.5 لومن لمصباح خدمة عامة بعمر افتراضي 750 ساعة. [ 76 ]
تختلف كفاءة الإضاءة للمصابيح ذات القدرة نفسها ولكن المصممة لفولتيات مختلفة. على سبيل المثال، ينتج مصباح بقدرة 100 واط وعمر افتراضي 1000 ساعة وفولتية 120 فولت حوالي 17.1 لومن لكل واط. بينما ينتج مصباح مماثل مصمم لفولتية 230 فولت حوالي 12.8 لومن لكل واط فقط، وينتج مصباح مصمم لفولتية 30 فولت (إضاءة القطارات) ما يصل إلى 19.8 لومن لكل واط. [ 76 ] تتميز مصابيح الفولتية المنخفضة بفتيل أكثر سمكًا، لنفس القدرة. ويمكنها أن تعمل بدرجة حرارة أعلى لنفس العمر الافتراضي قبل أن يتبخر الفتيل.
تُعزز الأسلاك المستخدمة لدعم الفتيل من متانته الميكانيكية، لكنها تُبدد الحرارة، مما يُشكل مفاضلة أخرى بين الكفاءة وطول العمر. لا تستخدم العديد من مصابيح 120 فولت العامة أسلاك دعم إضافية، بينما قد تحتوي المصابيح المصممة للاستخدام الشاق أو في بيئات الاهتزاز على ما يصل إلى خمسة أسلاك. أما مصابيح الجهد المنخفض، فتتكون فتائلها من أسلاك أكثر سمكًا، ولا تتطلب أسلاك دعم إضافية.
تُعدّ الفولتيات المنخفضة جدًا غير فعّالة لأن أسلاك التوصيل ستنقل كمية كبيرة من الحرارة بعيدًا عن الفتيل، لذا فإن الحد الأدنى العملي للمصابيح المتوهجة هو 1.5 فولت. أما الفتائل الطويلة جدًا المستخدمة مع الفولتيات العالية فهي هشة، وتصبح قواعد المصابيح أكثر صعوبة في العزل، لذلك لا تُصنع مصابيح الإضاءة بفولتيات مصنفة تتجاوز 300 فولت. [ 76 ] تُصنع بعض عناصر التسخين بالأشعة تحت الحمراء لفولتيات أعلى، ولكنها تستخدم مصابيح أنبوبية ذات أطراف متباعدة.
يُعد مصباح سينتينيال أطول مصباح كهربائي عمراً في العالم.
أطياف إضاءة متنوعة كما تُرى في محزز حيود . أعلى اليسار: مصباح فلورسنت، أعلى اليمين: مصباح متوهج، أسفل اليسار: مصباح LED أبيض، أسفل اليمين: لهب شمعة.
انظر أيضاً
ملاحظات توضيحية
- ↑ تم توضيح ووصف العديد من المصابيح المذكورة أعلاه في كتاب الإضاءة الكهربائية المتوهجة لعام 1896 [ 14 ]
- كان فريق بحث إديسون على دراية بمعامل المقاومة الحراري السالب الكبير لمواد فتيل المصابيح المحتملة، وعملوا بشكل مكثف خلال الفترة 1878-1879 على ابتكارأو كابح تلقائي لتثبيت التيار. ولم يُدرك إمكانية بناء مصباح ذاتي التحديد إلا في عام 1879. [ 133 ]
- 1 2 الحجم مُقاس بالملليمترات. انظر أيضًا مصباح سلسلة A.
مراجع
- 1 2 3 4 5 كييف، تي جيه (2007). "طبيعة الضوء" . مؤرشف من الأصل في 23 أبريل 2012. تم الاسترجاع في 5 نوفمبر 2007 .
- ↑ "إضاءة متوهجة عالية الكفاءة | مكتب ترخيص التكنولوجيا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا" . tlo.mit.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أغسطس 2022 .
- ↑ فينسينزو بالزاني ، جياكومو بيرجاميني، باولا سيروني، الضوء: متفاعل ومنتج غريب جدًا . في: Angewandte Chemie International Edition 54, Issue 39, (2015)، الصفحات من 11320 إلى 11337، دوى : 10.1002/anie.201502325 .
- ↑ فريدل وإسرائيل (2010) ، ص 91-93 .
- ↑ هيوز، توماس ب. (1977). "طريقة إديسون". في بيكيت، دبليو بي (محرر).التكنولوجيا عند نقطة التحولسان فرانسيسكو: مطبعة سان فرانسيسكو. الصفحات 5-22 .
- ↑ هيوز، توماس ب. (2004). النشأة الأمريكية: قرن من الاختراع والحماس التكنولوجي ( الطبعة الثانية). شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 978-0-22635-927-4.
- ↑ بليك-كولمان، بي سي (باري تشارلز) (1992). أسلاك النحاس والموصلات الكهربائية - تشكيل التكنولوجيا . دار هاروود الأكاديمية للنشر. ص 127. ISBN 3-7186-5200-5تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 6 ديسمبر 2017.
- 1 2 3 فريدل وإسرائيل (2010) ، ص. 6-7 .
- ↑ "9 نوفمبر 1825: عرض عام للأضواء" . www.aps.org .
- ↑ جونز، بينس (2011). المؤسسة الملكية: مؤسسها وأساتذتها الأوائل . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 278. ISBN 978-1108037709.
- ↑ "مجلة العلوم الشعبية الشهرية (مارس-أبريل 1879)" . مصدر ويكيبيديا . مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2015 .
- ↑ ديفيس، إل جيه. "فليت فاير". دار نشر أركيد، نيويورك، 2003. رقم ISBN 1-55970-655-4.
- ↑ هيرمان جودمان، الطب السريري والجراحة، المجلد 35 ، المجلة الأمريكية للطب السريري، 1928، ص 159-161.
- 1 2 هيوستن، إدوين جيه وكينلي، إيه إي (1896). الإضاءة الكهربائية المتوهجة . نيويورك: شركة دبليو جيه جونستون. الصفحات 18-42 – عبر أرشيف الإنترنت.
- ↑ تشالونر، جاك؛ وآخرون (2009). 1001 اختراع غيّر العالم . هاوباج، نيويورك: سلسلة بارونز التعليمية. ص 305. ISBN 978-1844036110.
- ↑ فريدل وإسرائيل (2010) ، ص 91 .
- ↑ بيترسون، إليزابيث؛ ماكيلفي، كالوم (3 نوفمبر 2022). "من اخترع المصباح الكهربائي؟" . لايف ساينس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2024 .
- ↑ هيوستن وكينلي (1896) ، ص 24 .
- ↑ فريدل وإسرائيل (2010) ، ص 7 .
- ↑ تشارلز د. ريج، جيه. دبليو. ستار: عبقرية سينسيناتي المنسية ، جمعية سينسيناتي التاريخية، النشرة 34 (صيف 1976)، الصفحات 102-120. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2010.
- ↑ ديري، تي كي؛ ويليامز، تريفور (1960). تاريخ موجز للتكنولوجيا . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 0-486-27472-1.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - ↑ "جون ويلينغتون ستار" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2010.
- ↑ كونوت، روبرت (1979). لمحة حظ . نيويورك: سي فيو بوكس. ص 120-121 . ISBN 0-87223-521-1.
- ↑ شركة إديسون للإضاءة الكهربائية ضد شركة الولايات المتحدة للإضاءة الكهربائية ، التقرير الفيدرالي، F1، المجلد 47، 1891، ص 457.
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 575002، مصباح للمصابيح المتوهجة من تصميم أ. دي لوديجين. تاريخ تقديم الطلب: 4 يناير 1893
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 181,613
- ↑ "براءة الاختراع رقم 3738. سنة الإيداع 1874: المصباح الكهربائي" . مكتبة وأرشيف كندا . مؤرشفة من الأصل في 19 يونيو 2013. تم الاطلاع عليها في 17 يونيو 2013 .
- ↑ «هنري وودوارد وماثيو إيفانز لامب، تم الاطلاع عليه في 16 فبراير 2010» . frognet.net . مؤرشف من الأصل في 19 فبراير 2005.
- ↑ وزارة الهجرة واللاجئين والمواطنة الكندية (2021). اكتشف كندا: حقوق ومسؤوليات المواطنة (ملف PDF) . وزارة الهجرة واللاجئين والمواطنة الكندية = وزارة الهجرة واللاجئين والمواطنة الكندية. رقم ISBN 978-0-660-39273-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 أغسطس 2024 .
- 1 2 3 غوارنييري، م. (2015). "تحويل الضوء: من الكيميائي إلى الكهربائي" (ملف PDF) . مجلة IEEE للإلكترونيات الصناعية . 9 (3): 44-47 . Bibcode : 2015IIEM....9c..44G . doi : 10.1109 /MIE.2015.2454038 . hdl : 11577/3164116 . ISSN 1932-4529 . S2CID 2986686. مؤرشف (PDF) من الأصل في 14 فبراير 2022. تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2019 .
- 1 2 سوان، ك. ر. (1946). السير جوزيف سوان واختراع المصباح الكهربائي المتوهج . لونغمانز، غرين وشركاه. ص 21-25 .
- ١ ٢ "مكافأة تُعرض لأقدم مصباح كهربائي يعمل في منزل بريطاني" . الجمعية الملكية للكيمياء . ٣٠ يناير ٢٠٠٩. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٩ مارس ٢٠٢٥ .
- 1 2 "18 ديسمبر 1878: فليكن نور - النور الكهربائي" . وايرد . 18 ديسمبر 2009. مؤرشف من الأصل في 21 أكتوبر 2016.
- ↑ آر سي تشيرنسايد. السير جوزيف ويلسون سوان، زميل الجمعية الملكية - الجمعية الأدبية والفلسفية في نيوكاسل أبون تاين 1979.
- ↑ "مسرح سافوي"، صحيفة التايمز ، 3 أكتوبر 1881
- ↑ "الإضاءة الكهربائية" . مكتبة جامعة نيوكاسل. 23 أكتوبر 2013. مؤرشف من الأصل في 6 يونيو 2014.
- ↑ السير جوزيف ويليام سوان، زميل الجمعية الملكية (معلم كيميائي وطني تابع للجمعية الملكية للكيمياء)
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 0,214,636 .
- ↑ بيرنز، إلمر إلسورث (1910). قصة الاختراعات العظيمة . هاربر وإخوانه . ص 123 .
- ↑ إسرائيل، بول (1998). إديسون: حياة من الاختراع . وايلي. ص 186 .
- ↑ "توماس إديسون: رسائل أصلية ومصادر أولية" . مؤسسة شابيل للمخطوطات. مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2012.
- 1 2 براءة اختراع أمريكية رقم 0,223,898 مُنحت في 27 يناير 1880
- ↑ ليفي، جويل (2002). مفيد حقًا: أصول الأشياء اليومية . نيويورك: فايرفلاي بوكس. ص 124. ISBN 9781552976227
خيوط الخيزران
، براءة اختراع إديسون رقم 1200. - ↑ بيليك، روبرت سي. (2001). حطام السفن العظيمة على ساحل المحيط الهادئ . نيويورك: وايلي. ISBN 0-471-38420-8.
- ↑ جيل، فرانسيس (1936). ذكريات مينلو بارك، المجلد 2. معهد إديسون. ص 564. مؤرشف من الأصل في 3 يناير 2021. تم الاطلاع عليه في 18 أكتوبر 2020 .
- ↑ دالتون، أنتوني (2011). ساحل طويل وخطير: حكايات حطام السفن من ألاسكا إلى كاليفورنيا . دار هيريتج هاوس للنشر. ص 63. ISBN 9781926936116أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 22 مايو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2016 .
- ١ ٢ "تقارير الشركات" . المهندس الكهربائي، المجلد ١٠. المهندس الكهربائي. ١٦ يوليو ١٨٩٠. ص ٧٢. مؤرشف من الأصل في ٢٦ يناير ٢٠١٧. تم الاسترجاع في ١٨ أكتوبر ٢٠١٦. كانت شركة Consolidated Company خلفًا لشركة Electro-Dynamic Light Company في نيويورك ،
وهي أول شركة تأسست في الولايات المتحدة لتصنيع وبيع المصابيح الكهربائية المتوهجة، ومالكة لعدد كبير من براءات الاختراع التي يعود تاريخها إلى ما قبل تلك التي اعتمدت عليها الشركات المنافسة. ... تأسست شركة United States Electric Lighting Company في عام ١٨٧٨، بعد أسابيع قليلة من تأسيس شركة Electro-Dynamic Company
- ١ ٢ "أخبار الإضاءة الكهربائية" . مجلة المراجعة الكهربائية، المجلد ١٦. ديلانو. ١٩ يوليو ١٨٩٠. ص ٩. مؤرشف من الأصل في ٢٧ يناير ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ١٨ أكتوبر ٢٠١٦.
تأسست شركة الإضاءة الكهربائية الأمريكية في عام ١٨٧٨، بعد أسابيع قليلة من تأسيس شركة الإضاءة الكهروديناميكية
. - ↑ "شركة وستنجهاوس الكهربائية" . مجلة ويسترن إلكتريشن . شركة إلكتريشن للنشر. 19 يوليو 1890. ص 36. مؤرشف من الأصل في 27 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 18 أكتوبر 2016.
تأسست شركة الولايات المتحدة للإضاءة الكهربائية عام 1878 بعد أسابيع قليلة من تأسيس شركة إلكترو-دايناميك، وكانت خلفًا لأقدم شركة في الولايات المتحدة لتصنيع أجهزة الطاقة الكهربائية.
- ↑ الموسوعة الوطنية للسير الذاتية الأمريكية، المجلد السادس، 1896، ص 34.
- ↑ كاوتونين، ميكا (18 نوفمبر 2015). "تاريخ من التغيير والابتكار المستمر" . النظام البيئي الذكي لمدينة تامبيري . مؤرشف من الأصل في 9 ديسمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2021 .
- ↑ https://ilglobo.com/news/alessandro-crutos-incandescent-light-bulb-33135/
- ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 252,386، عملية تصنيع الكربون. بقلم لويس هـ. لاتيمر. تاريخ تقديم الطلب: 19 فبراير 1881
- ↑ 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
- ↑ Consol. Elec. Light Co v. McKeesport Light Co, 40 F. 21 (CCWD Pa. 1889) aff'd, 159 US 465, 16 S. Ct. 75, 40 L. Ed. 221 (1895).
- ^ 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 .
- 1 2 3 "Getters" . Lamptech.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أغسطس 2022 .
- 1 2 "2yr.net - متحف مجموعة المصابيح الكهربائية العتيقة والقديمة - تاريخ المصباح المتوهج - بقلم جون دبليو هاول وهنري شرودر (1927) الفصل 4: الفراغ، والممتصات، والمصباح المملوء بالغاز" .
- ↑ ميلز، آلان (يونيو 2013). "مصباح نيرنست: التوصيل الكهربائي في المواد غير المعدنية" . إيريتنهاوس . 24 (1). مؤرشف من الأصل في 17 يوليو 2013.
- ↑ "التسلسل الزمني لوالتر نيرنست" . nernst.de . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يناير 2015 .
- ↑ مكتبة المراجع ICS، المجلد 4B، سكرانتون، بنسلفانيا، شركة الكتب المدرسية الدولية ، 1908، بدون رقم ISBN.
- ↑ "مصباح GE ذو خيوط التنتالوم بقدرة 25 واط بتصميم أمريكي" . متحف تكنولوجيا المصابيح الكهربائية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 نوفمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يونيو 2013 .
- ↑ "مصباح فتيل الأوزميوم" . frognet.net . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 أكتوبر 2008.
- ↑ "تاريخ تونغسرام" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 30 مايو 2005.
- ^ جيريداران، عضو الكنيست (2010). تصميم الأنظمة الكهربائية . نيودلهي: آي كيه إنترناشيونال. ص. 25. رقم ISBN 9789380578057تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 2 يناير 2016.
- ↑ بريانت، سي إل؛ بيولاي، برنارد ب. (1995). "عملية كوليدج لصنع التنجستن المطاوع: أساس الإضاءة المتوهجة". نشرة جمعية أبحاث المواد . 20 (8): 67-73 . رمز Bibcode : 1995MRSBu..20...67B . doi : 10.1557/S0883769400045164 . S2CID 138257279 .
- ↑ ناير، جوفيند ب.؛ دوبل، سانجاي ج. (9 يوليو 2020). أساسيات وتطبيقات الثنائيات الباعثة للضوء: ثورة في صناعة الإضاءة . دار وود هيد للنشر. ص 22. ISBN 978-0-12-823161-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 17 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2021 .
- ↑ "هذا الشهر في تاريخ الفيزياء" . www.aps.org .
- ↑ "بيرني لي بنبو" . frognet . مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2012. تم الاسترجاع في 19 فبراير 2017 .
- ↑ Benbow, BL, براءة اختراع أمريكية رقم 1247068: "خيط" ، تم تقديمها في 4 أكتوبر 1913.
- ↑ "الإنتاج التجريبي لأول مصباح ذي ملف مزدوج في العالم" . توشيبا . شركة توشيبا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 فبراير 2017 .
- ↑ ماركوس كراجيفسكي (24 سبتمبر 2014). "مؤامرة المصباح الكهربائي الكبرى" . مجلة IEEE Spectrum . مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه في 3 نوفمبر 2017 .
- ↑ باين، كينيث ويلكوكس (1927). "حادث بقيمة 10000 دولار" . مجلة العلوم الشعبية . مدينة نيويورك: مؤسسة بونير. ص 24. مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2020 .
- ↑ مؤسسة بونير (مارس 1949). "العلوم الشعبية" . مجلة العلوم الشعبية الشهرية . مؤسسة بونير: 125. الرقم الدولي الموحد للدوريات 0161-7370 . مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 4 يناير 2021 .
- ↑ "جانز وتونجسرام - القرن العشرون" . التاريخ الكهربائي: المخترعون المجريون واختراعاتهم في مجال هندسة التيار العالي . جنيف، بودابست: إنرجو سولار. 2007. مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2009./ "XX.század - Ganz, Tungsram" . Elektromos történelem: Magyar Feldalálók és találmányaik az erősáramú elektrotechnika Fontos területein (باللغة الهنغارية). EnergoSolar.com. 2007 مؤرشفة من الأصلي في 15 سبتمبر 2009.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 المصابيح المتوهجة، رقم المنشور TP-110 ، شركة جنرال إلكتريك، نيلا بارك، كليفلاند، أوهايو (1964)، ص. 3.
- 1 2 3 ريموند كين، هاينز سيل، ثورة في المصابيح: سجل لخمسين عامًا من التقدم (الطبعة الثانية) ، دار فيرمونت للنشر، 2001، رقم ISBN 0-88173-378-4الصفحة 37، الجدول 2-1
- ↑ فينسنت بيغورارو، دليل تركيب الصور الرقمية ، مطبعة CRC 2017، ص 690.
- ↑ معيار IEEE 100: تعريف الكفاءة الضوئية . ص 647.
- ↑ "نهاية المصباح المتوهج" . yuvaengineers.com. 23 يونيو 2012. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 7 مارس 2017 .
- ↑ "كفاءة الطاقة في المصابيح الكهربائية اليوم مقارنةً بالماضي" . kse-lights.co.uk. ١٣ فبراير ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ٧ مارس ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٧ مارس ٢٠١٧ .
- ↑ مورفي، توماس و. (2012). "أقصى فعالية طيفية ضوئية للضوء الأبيض". مجلة الفيزياء التطبيقية . 111 (10) 104909: 104909–104909–6. arXiv : 1309.7039 . Bibcode : 2012JAP...111j4909M . doi : 10.1063/1.4721897 . S2CID 6543030 .
- ^ بيتر لوند، جامعة هلسنكي للتكنولوجيا، هلسنجين سانومات ، 23 أكتوبر 2007، ص. ج5.
- ↑ كليبستين، دونالد ل. (1996). "كتاب المصباح الكهربائي العظيم للإنترنت، الجزء الأول" . مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2006.
- ↑ "المصابيح المتوهجة" . edisontechcenter.org . مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2013.
- ↑ يانوس شاندا (محرر)، قياس الألوان: فهم نظام CIE ، جون وايلي وأولاده، 2007، ISBN 0470175621، ص 44.
- ↑ بلين براون، إضاءة الأفلام والفيديو ، روتليدج، 2018، رقم ISBN 0429866666، الفصل السابع.
- ↑ «الإضاءة الموفرة للطاقة تعني فواتير تدفئة أعلى: دراسة» . سي بي سي نيوز . 4 مارس 2009. مؤرشف من الأصل في 14 فبراير 2011.
- ↑ باريك، أنيل (يناير 2008). "قياس وفورات الطاقة المنزلية الناتجة عن الإضاءة الموفرة للطاقة" (ملف PDF) . مؤسسة الرهن العقاري والإسكان الكندية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 30 يناير 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2016 .
- ↑ نيكولاس إيه إيه هاوارث، يان روزينو: حظر المصباح: التطور المؤسسي والحظر التدريجي للإضاءة المتوهجة في ألمانيا . في: سياسة الطاقة 67، (2014)، ص 737-746، doi : 10.1016/j.enpol.2013.11.060 .
- ↑ "أسئلة متكررة حول لائحة متطلبات التصميم البيئي للمصابيح المنزلية غير الموجهة" . المفوضية الأوروبية - المفوضية الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أغسطس 2022 .
- 1 2 فيستل، ليورا برويدو (6 يوليو 2009). "المصابيح المتوهجة تعود إلى طليعة التكنولوجيا" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 12 مايو 2011.
- ↑ باور، مايكل؛ غلين، تاشا؛ مونتيث، سكوت؛ غوتليب، جون ف.؛ ريتر، فيليب س.؛ غيدس، جون؛ وايبرو، بيتر س. (فبراير 2018). "التأثير المحتمل لإضاءة LED على الأمراض العقلية". المجلة العالمية للطب النفسي البيولوجي . 19 (1): 59-73 . doi : 10.1080/15622975.2017.1417639 . ISSN 1814-1412 . PMID 29251065 .
- 1 2 دالي، دان (27 فبراير 2008). "مستقبل الإضاءة المتوهجة ليس قاتمًا جدًا" . أخبار العرض والإضاءة والمسرح . شركة تايم ليس للاتصالات. ص 46. مؤرشف من الأصل في 6 مارس 2014.
- ↑ فريمان، كيم (23 فبراير 2007). "شركة جنرال إلكتريك تعلن عن تطور في تكنولوجيا المصابيح المتوهجة؛ مصابيح جديدة عالية الكفاءة تستهدف السوق بحلول عام 2010" (بيان صحفي). بزنس واير . مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2013.
- ↑ هاميلتون، تايلر (22 أبريل 2009). "لماذا تحتاج ألمع الأفكار إلى تعديل" . صحيفة تورنتو ستار . مؤرشف من الأصل في 20 يونيو 2013.
- ↑ رحيم، ثاقب (28 يونيو 2010). "المصباح المتوهج يغادر المسرح بعد عرض دام قرنًا من الزمان" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2013.
- ↑ "بلورة ضوئية ثورية من التنجستن قد توفر طاقة أكبر للأجهزة الكهربائية" . مختبرات سانديا الوطنية . 7 يوليو 2003. مؤرشف من الأصل في 21 فبراير 2013.
- ↑ "نموذج أولي لمصباح تنجستن عاكس للحرارة" . متحف سميثسونيان للتاريخ الأمريكي . مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2015.
- ↑ مصباح متوهج موفر للطاقة: التقرير النهائي (تقرير). مختبر لورانس بيركلي الوطني. أبريل 1982.
- إيليتش ، أوجنين (2016). "تخصيص الإشعاع عالي الحرارة وإحياء مصدر التوهج" (ملف PDF) . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 11 ( 4 ): 320-324 . 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 الاطلاع عليه في 23 سبتمبر 2019 .
- ↑ ماكغراث، مات (12 يناير 2016). "تطور جديد قد يؤدي إلى مصابيح كهربائية أكثر فعالية" . بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 13 يناير 2016.
- ↑ "ورقة معلومات عن مواد المصابيح - المصابيح المتوهجة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 مايو 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مايو 2013 .
- ١ ٢ "خصائص واستخدامات وتطبيقات غاز الأرجون (Ar) والأرجون السائل" . خصائص الغاز واستخداماته وتطبيقاته . شركة يونيفرسال للغازات الصناعية. مؤرشف من الأصل في ٤ فبراير ٢٠١٢.
- ↑ روب، ريتشارد سي. (22 أكتوبر 2013). كيمياء أجهزة الإضاءة الاصطناعية . إلسيفير ساينس. ISBN 978-0080933153تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 6 ديسمبر 2017.
- 1 2 3 4 غراهام، مارغريت بي دبليو؛ شولدينر، أليك تي. (2001). كورنينج وفن الابتكار . أكسفورد [إنجلترا]: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 85-95 . ISBN 0195140974. OCLC 45493270 .
- ↑ ابتكارات في صناعة الزجاج . كورنينج، نيويورك: متحف كورنينج للزجاج. 1999. ص 52. ISBN 0872901467. OCLC 42012660 .
- ↑ "المصباح الكهربائي: كيف تُصنع المنتجات" . مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2010.
- ↑ "تشغيل آلة الشريط: قصص من الفريق" . خلف الزجاج . 9 يناير 2018. مؤرشف من الأصل في 8 فبراير 2019. تم الاسترجاع في 14 مايو 2018 .
- 1 2 "الآلة التي أنارت العالم" . خلف الزجاج . 27 يناير 2017. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2018. تم الاطلاع عليه في 14 مايو 2018 .
- ↑ "تاريخ أسلاك التنجستن" . 4 ديسمبر 2020. مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2023 .
- ↑ الفصل الثاني : سر البوتاسيوم وراء إنتاج أسلاك التنجستن
- 1 2 3 راج، ر.؛ كينغ، ج. و. (1 يوليو 1978). "التنبؤ بعمر خيوط التنجستن في المصابيح المتوهجة" . المعاملات المعدنية أ . 9 (7): 941-946 . رمز Bibcode : 1978MTA.....9..941R . doi : 10.1007/BF02649838 . ISSN 1543-1940 . S2CID 135784495 .
- ↑ "تأثيرات لف الخيوط" . 30 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 31 مايو 2026 .
- 1 2 دونالد ج. فينك وهـ. واين بيتي، الدليل القياسي لمهندسي الكهرباء، الطبعة الحادية عشرة ، ماكجرو هيل، نيويورك، 1978، ISBN 0-07-020974-X، ص 22-8.
- 1 2 جون كوفمان (محرر)، دليل إضاءة IES لعام 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة لأمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، ISBN 0-87995-007-2، ص 8-6.
- ↑ بورجين. أبحاث وتكنولوجيا الإضاءة، 1984، 16.2، ص 61-72.
- ↑ ليبستين، دون. "غازات التعبئة الممتازة" . مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2011. تم الاسترجاع في 13 أكتوبر 2011 .
- ↑ "المصابيح المصغرة: معلومات تقنية" . شركة توشيبا للإضاءة والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 فبراير 2019 .
- ↑ جون كوفمان (محرر)، دليل إضاءة جمعية هندسة الإضاءة لعام 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة لأمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، رقم ISBN 0-87995-007-2، ص 8-9.
- ↑ هانت، روبرت (2001-2006). "نفخ الزجاج لأجهزة التفريغ - تشريح المصباح" . تيرالاب. مؤرشف من الأصل في 11 مارس 2007. تم الاسترجاع في 2 مايو 2007 .
- ↑ بريس، ويليام هنري (1885). "حول سلوك غريب 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.يصوغ بريس مصطلح "تأثير إديسون" في الصفحة 229.
- ↑ جوزيفسون، م. (1959). إديسون . ماكجرو هيل . ISBN 978-0-07-033046-7.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - ↑ أسس تقنية الطلاء الفراغي، بقلم دي إم ماتوكس - سبرينغر 2004، صفحة 37
- ↑ كورازا، أليسيو وجورجي، س. وبوفيتو، كلاوديو وماسارو، فينتشنزو وكاتشيا، ديبورا. (2006). خصائص مواد امتصاص الضوء المستخدمة في مصابيح التفريغ عالي الكثافة. وقائع المؤتمر - الاجتماع السنوي لجمعية تطبيقات الصناعة (IEEE). 4. 1801-1807. 10.1109/IAS.2006.256780.
- ↑ جون كوفمان (محرر)، دليل إضاءة جمعية هندسة الإضاءة لعام 1981، المجلد المرجعي ، جمعية هندسة الإضاءة لأمريكا الشمالية، نيويورك، 1981، رقم ISBN 0-87995-007-2، ص 8-10.
- ↑ "مصابيح القوس المتوهجة" . متحف تكنولوجيا المصابيح الكهربائية. 2004. مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2013.
- ↑ جي. أرنكليف بيرسيفال، صناعة المصابيح الكهربائية ، السير إسحاق بيتمان وأولاده المحدودة، لندن، إنجلترا، 1920، الصفحات 73-74، متاح من أرشيف الإنترنت .
- ↑ إس جي ستارلينج، مقدمة في الكهرباء التقنية ، ماكميلان وشركاه المحدودة، لندن، إنجلترا، 1920، الصفحات 97-98، متاح في أرشيف الإنترنت ، رسم تخطيطي جيد لمصباح البوينتوليت.
- ↑ ويلز، كوينتين (2012)، المنزل الذكي ذو الشبكة الذكية ، سينجايج ليرنينج، ص 163، رقم ISBN 978-1111318512تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 17 أغسطس 2021 ، وتم استرجاعه في 8 نوفمبر 2012.
- ^ هابرل، جريجور د. وآخرون . (2013). Tabellenbuch Elektrotechnik (بالألمانية) (25 ed.). هان-غرويتن: دار نشر أوروبا-ليرميتل . ص. 190. ردمك 978-3-8085-3227-0.
- ↑ "حقائق ممتعة عن الضوء والإضاءة" . donklipstein.com . مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2013.
- ↑ فريدل، روبرت وإسرائيل، بول (2010). مصباح إديسون الكهربائي: فن الاختراع ( طبعة منقحة). مطبعة جامعة جونز هوبكنز. الصفحات 29-31 . ISBN 978-0-8018-9482-4.
- ↑ فريدل وإسرائيل (2010) ، ص 22-23 .
- ↑ "المواصفة القياسية الهندية IS 14897 (2000): نظام تسمية المصابيح الزجاجية - دليل" . نيودلهي: مكتب المعايير الهندية. الصفحات 1، 4. تاريخ الاطلاع: 3 يوليو 2018 .
- ↑JIS C 7710:1988 電球類ガラス管球の形式の表し方(باللغة اليابانية). مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مارس 2017 .
- ↑ "مصادر الإضاءة" . شركة جنرال إلكتريك للإضاءة في أمريكا الشمالية . مؤرشف من الأصل في 3 يوليو 2007.
- ↑ "حاسبة توفير IRC" . أوسرام. مؤرشفة من الأصل في 23 ديسمبر 2008.
- ↑ "قواعد الهالوجين أحادية الطرف" . Bulbster.com. مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 17 يونيو 2013 .
- ↑ كراجيفسكي، ماركوس (24 سبتمبر 2014). "مؤامرة المصباح الكهربائي الكبرى" . مجلة IEEE Spectrum . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 2014.
- ↑ "الاختبارات تكشف سر مصباح ليفرمور" . 6 فبراير 2011. مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2012.
- ↑ "ما الجديد؟ - نظرة أخيرة على الإضاءة" . مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2009.
روابط خارجية
- أطياف مصادر الضوء في أرشيف الإنترنت (تمت أرشفته في 28 مايو 2025): أطياف مصابيح الإضاءة المتوهجة بقدرة 60-100 واط ، من برنامج رسومات الحاسوب بجامعة كورنيل.
- فيديو بالحركة البطيئة لفتيل مصباح كهربائي متوهج
- آلة تصنيع الشرائط قيد التشغيل في شركة أوسرام سيلفانيا عام 2016
- المصابيح المتوهجة
- مقدمات عام 1878
- اختراعات القرن التاسع عشر
- الجدل حول الاكتشاف والاختراع
- الاختراعات الإنجليزية
- توماس إديسون

