المصابيح المتوهجة

مصابيح التنجستين العادية

Gluehlampe 01 KMJ.png 180 Right مصباح تنجستين 230 فولت .


Electric bulb filament 200 فتيلة مصباح التنجستن 200 واط



تنتج مصباح متوهج مصابيح الفتيلة المتوهجة ضوء ضوءا عند تسخين فتيلة التنجستين حتى التوهج , ولذا تُسمى أيضا بالمصابيح الحرارية , وقد استخدم التنجستين فيه لما يتميز به من صلابة, وتحمل لل حرارة العالية , كما أنة يتميز كذلك بضعف معدل البخر له ( أي تبخر السلك المعدني مع إرتفاع درجة حرارتها درجة حرارته ) . وتوضع الفتيلة في وسط مفرغ من الهواء (بصيلة) تحتوي على غاز خامل ( أرجون أو أرجون + نيتروجين ) . وقد يرفع الضغط داخل البصيلة إلى 1.5 جوي , لأن الضغط المرتفع يخفض معدل التبخر ويطيل عمر المصباح The Nature of Light .





ووظيفة غاز خامل الغاز الخامل أنه يمنع أكسدة الفتيلة عند إرتفاع درجة حرارتها , ويقلل من تبخر معدن الفتيلة, ومن ثم يطيل من عمر المصباح كما أنة يقلل من السواد الذي يغطي المصباح من الداخل نتيجة التبخر Energy and Environmental Science. والبصيله لها أنواع متعددة منها

• زجاج عادي وله أشكال متنوعة ( شفاف - مفضض ).


• أبيض ديلوكس (سيليكا تخفي السواد الناتج عن البخر).


• ضوء النهار (زجاج أخضر مزرق يمتص جزء من اللون الأحمر).

و الكفاءة الضوئية للمصابيح المتوهجة المستخدمة في الطرق حوالي 10 لومن / وات . وتعتبر كفاءة منخفضة حيث يضيع جزء كبير من الطاقة على صزرة حرارة . وأكثر إستخداماته تكون في مجالات الخدمة المهمة مثل القطارات و السيارات و إشارة مرور إشارات المرور . ولها خواص هامة منها

• المظهر دافئ (2800 درجة) .


• أمانة النقل تصل إلى 100 .


• العمر (1000 - 4000) ساعة .


• الفتح والغلق لا يحتاج ل دارة كهربائية دائرة خاصة ولا يتأثر عمره بعدد مرات الفتح والغلق.


• التحكم يمكنه تحمل فقد في الجهد يصل إلى 50 .

مصابيح التنجستين الهالوجينية

File Wolfram-Halogenglühlampe.png مصباح الهالوجين مصباح هالوجين بقدرة 105 وات



File Halogen lamp operating مصباح الهالوجين مصباح هالوجين بعد نزع الغطاء الزجاجي



الأصل أنها مصباح متوهج مصابيح تنجستين وأضيف لها أحد هالوجين الهالوجين ( يود - بروم - فلور ) ويصدر عنها حرارة عالية لذا يتم إستخدام الكوارتز في زجاج البصيلة الخاص بها , وفكرة عمله أنه عندما يتحد بخار التنجستين مع ال هالوجين المضاف فإن الجزيئات الناتجة تقترب من الفتيل التنجستين الساخن وترسب عليه , وبالتالي فقد إختفت معه ظاهرة السواد الداخلي . وهذه الدورة إسترجاعية أي أن المادة المتكونة مع إرتفاع درجة حرارة الفتيل تتحلل مرة أخرى إلى تنجستين و هالوجين وهكذا Halogen down light fire safety.





وقد أدت فكرة هذه الدورة إلى إطالة عمر المصباح إلى 2000 ساعة كحد أدنى بدلا من 1000 ساعة , وإلى زيادة الكفاءة الضوئية إلى 21 لومن / وات مع الإحتفاظ بأمانة نقل الألوان عالية تقترب من 100 . لكن لا يفضل معه خفض الجهد . و للتخلص من ظاهرة التسويد تم خفض الغلاف الزجاجي إلى 90 من حجم المصباح متوهج عادي له نفس القدرة الكهربائية القدرة Tungsten-halogen lamp information.





وتستخدم بكثرة في الأماكن التي تحتاج إلى قدرة (فيزياء) قدرة صغيرة و إضاءة عالية , وأمانة عالية لنقل الألوان مثل بروجكتور أجهزة تسليط الشرائح ( بروجكتور ), و السيارات مصابيح السيارات , وإضاءة مسرح المسارح , كما يستخدم في المنازل و المحلات .



أما القدرة الكهربائية القدرة ب الوات فلها تنوع كبير وأشهرها 20 - 35 - 50 - 75 - 100 - 150 - 300 - 500 .

الأنواع حسب الجهد

لها نوعين رئيسين نوع يعمل على الجهد الأساسي أو ما يسمى بجهد الشبكة 220 فولت (تختلف بإختلاف البلد) ونوع يعمل بجهد فائق الإنخفاض ويسمى للسهولة الجهد المنخفض 12 فولت , 24 فولت .



الميزة الرئيسية للنوع الأول (الذي يعمل على الجهد الأساسي)

1. لا يحتاج إلى محول .


2. تنوع ال وات فيه كبير فمثلا يوجد 300 وات , 500 وات , 2000 وات , ويتواجد هذا التنوع في الجهد الأساسي فقط ولا يمكن الحصول عليه في الجهد المنخفض .

الميزة الرئيسية للنوع الثاني (مصابيح الجهد المنخفض)

1. حجم المصباح صغير بالمقارنة مع النوع الأول , وكذلك حجم جهاز الإنارة يكون صغير جدا قد يصل إلى 50 ملم , أو حتى أصغر . وقد تصل فتحة جهاز الإنارة إلى 30 ملم .


2. عمره أطول لذلك يكثر إستخدامه , فقد يصل عمر المصباح إلى 6000 ساعة عمل .

المميزات

File This room is equipped with Edison electric light تعليمات حول كيفية إستخدام المصباح

1. لها درجة إظهار لون عالية جدا أعلى من جميع المصابيح الأخرى وتصل إلى 100 مقارنة مع ضوء الشمس .


2. طيف ضوئي الطيف اللوني لها قريب من الطيف اللوني لضوء الشمس .


3. لونها أصفر دافئ.


4. هذه المصابيح تصلح لإظهار بريق المجوهرات و المعادن .


5. حجمها صغير جدا مما يجعل التحكم بالحزمة الضوئية سهل.


6. يمكن إعتامها بسهولة من 0 - 100 .


7. سعرها رخيص بشكل عام مقارنة مع المصابيح الأخرى .

كود المصباح

يوجد العديد من الإختصارات للمصابيح ولكن أكثرها إنتشارا هو الصادر عن الهيئة الفيدرالية الألمانية لصناعة الكهرباء والإلكترونيات ZVEI .





-


! أحرف القسم الأول QR أو QT !! الرمز


-


الحرف الأول Q Q هي الكوارتز


-


الحرف الثاني T أو R المصابيح الأنبوبية T / للمصابيح العاكسة R





ويكون هناك أرقام للقسم الثاني تعبر عن قطر المصباح بال ملم وقد يكون هناك بعد الأحرف تعبر عن المصباح العاكس أو للأنبوب ذو النهايتين





-


! الرمز !! المعنى


-


DE للمصابيح ذو النهايتين


-


CB مصباح له ضوء بارد ويرسل الحرارة لأعلى المصباح


-


CBC مصباح له ضوء بارد ويرسل الحرارة لأعلى المصباح والعاكس مغطي من الأسفل بزجاج


-


12 مصباح له قطر 12 ملم


-


35 مصباح له قطر 35 ملم


-


51 مصباح له قطر 51 ملم


-


111 مصباح له قطر 111 ملم

مصابيح التفريغ الغازي

File Electric arc قوس كهربي بين سلكين .



تنتج مصابيح التفريغ غازية الضوء من طريق مرور الكهرباء عبر غاز تحت الضغط , بدلا من توهج الفتيلة كما في المصابيح المتوهجة . ومثل هذة العملية تسمى ب التفريغ الكهربائي , ولذا تسمى هذة المصابيح أحيانا بمصابيح التفريغ الكهربائي . وتضم هذه العائلة من المصابيح مصباح فلوري مدمج المصابيح الفلورية , و مصباح نيون مصابيح النيون , ومصابيح الصوديوم منخفضة / عالية الضغط , و مصباح بخار الزئبق مصابيح بخار الزئبق عالية الضغط , ومصابيح الهاليد المعدنية .

الفكرة العامة

الفكرة العامة لكافة هذة المصابيح هو حدوث قوس كهربائي قوس كهربي خلال غاز تحت ضغط منخفض أو مرتفع . وفي أغلب هذة المصابيح يكون هناك غاز خامل غازين خاملين بداخل المصباح الأول يكون التأين سريع التأين ويسمى غاز البدء , ويحتاج ل جهد عالي عند البدء , أما الغاز الثاني فتستثار ذراته باصطدام الإلكترونات المنبعثة من إلكترودات اللمبة ( التي تصنع غالبا من التنجستين ) , ويصاحب ذلك إنبعاث خط طيفي للخطوط الطيفية الخاصة بهذة الذرات , ولذا ستختلف الألوان الصادرة من هذه المصابيح حسب الغاز الثاني الموجود بداخلها , وتسمى اللمبة غالبا بإسم هذا الغاز ( الصوديوم , النيون , الزئبق ) .



وينشأ عن القوس الكهربي في الغاز الثاني تيار عالي جدا , لا سيما وأن مقاومة كهربية مقاومة القوس سالبة أي أنها تنقص مع زيادة التيار الكهربائي التيار فتحدث زيادة مضطردة في قيمة التيار الكهربائي التيار , ولذا نحتاج إلى ملف كابح يوصل على دارة التوالي أو التوازي التوالي مع المصباح للحد من هذا التيار طوال مدة تشغيل المصباح .








وللملف الكابح وظيفة أخرى هي المحافظة على فرق الجهد خلال اللمبة ثابتا طوال فترة التشغيل , ومع وجود هذه الملفات أصبح من الضروري إستخدام مكثف (كهرباء) مكثفات لتحسين معامل القدرة في هذه النوعية من المصابيح بسبب إنخفاض معامل القدرة الخاص بها .



ويجب الإشارة هنا إلى أن للملف الكابح وظيفة أخرى تحدث تحديدا عند البدء فقط, حيث يساهم بصورة أساسية في توليد جهد عال الجهد العالي اللازم لعملية البدء . فعند توصيل الكهرباء ل دارة دائرة المصباح يقوم البادئ بتوصيل تيار صغير يمر خلال الملف الكابح , وينشأ هذا التيار مجالا كهربيا صغيرا في الملف , لكن هذا البادئ سرعان ما يفصل وينقطع التيار . وهنا نستفيد من الحثية العالية التي يتميز بها الملف , حيث سيحاول هذا الملف الإبقاء على التيار داخلة ومنعه من الإنهيار ( فإذا زاد التيار خلاله فإنه يحاول منعه من الزيادة وإذا نقص فإنه يحاول منعه من النقصان, وهي القاعدة المعروفة ب قانون لينز قاعدة لنز ) . وهذه الخاصية مفيدة جدا لأن محاولة الملف منع التيار من التناقص سينشأ عنها ظهور جهد عالي لحظي بين أطراف الملف وتتأثر اللمبة بهذا الجهد العالي فيحدث إنهيار لعزلية الغاز الموجود بداخلها فيحدث تفريغ للغاز, ويصبح موصلا. وقد يحتاج لعدة محاولات للوصول إلى التوصيل الدائم حيث تصبح درجة الحرارة داخله مناسبة . وهذه الفكرة العامة تكاد تكون مشتركة في كافة أنواع مصابيح التفريغ LIGHTING TECHNOLOGIES A GUIDE TO ENERGY-EFFICIENT ILLUMINATION .





وباستثناء مصباح فلوري مدمج المصابيح الفلورية فإن مصابيح التفريغ الغازي لا تستخدم في المنازل , حيث تبدو ألوان الأشياء مختلفة عن لونها الطبيعي بدرجة كبيرة على الرغم من أنها تعمر مدة أطول , وتعطي ضوءا أشد , مقابل كل وات من القدرة الكهربائية القدرة , وهي من هذا الجانب أكفا من المصابيح المتوهجة Types of Lighting .

الألوان

لكل غاز طيف الانبعاث طيف إنبعاث خاص به يعتمد على الطول الموجي , وهذا طيف الانبعاث الطيف هو المسئول عن تحديد لون إضاءة المصباح . وهذة بعض ألوان الغازات حسب ما نشرته هيئة الإضاءة الدولية Gas-discharge lamp





1 1 0


-


! الغاز


! اللون


! الطيف


! ملاحظات


! الصورة


-


الهيليوم


من أبيض إلى برتقالي , ويمكن ان يكون رمادي أو أزرق تحت ظروف معينة


File Helium spectra 400


يستخدم بواسطة الفنانين لأغراض إضاءة خاصة .


File Helium discharge tube 100


-


نيون (عنصر كيميائي) النيون


برتقالي محمر


File Neon spectra 400


يستخدم للضوء الشديد , ومع لافتة نيون لافتات النيون و مصباح نيون مصابيح النيون


File Neon discharge tube 100


-


أرغون (عنصر كيميائي) الأرجون


بنفسجي إلى أزرق شاحب


File Argon Spectrum.png 400


يستخدم مع مصباح بخار الزئبق مصابيح بخار الزئبق


File Argon discharge tube 100


-


الكريبتون


رمادي إلى أخضر


File Krypton Spectrum 400


يستخدم بواسطة الفنانين لأغراض إضاءة خاصة .


File Krypton discharge tube 100


-


الزينون


رمادي , وتحت تيار عالي يكون ما بين الأخضر و الأزرق


File Xenon Spectrum 400


يستخدم في مصابيح السيارات .


File Xenon discharge tube 100


-


النيتروجين


يشبة أرغون (عنصر كيميائي) الأرجون ولكنة باهت , ويظهر كلون وردي إذا تعرض لتيارات عالية


File Nitrogen Spectra 400





File Nitrogen discharge tube 100


-


الأكسجين


من البنفسجي إلى الخزامي ( اللافندر )


File Oxygen spectre 400





File Oxygen discharge tube 100


-


الهيدروجين


خزامي في الحالة الطبيعية , ومن وردي إلى ماجنتي للتيارات الأكبر من 10 ميللي أمبير


File Hydrogen Spectra 400





File Hydrogen discharge tube 100


-


بخار الماء


مثل الهيدروجين , ولكن أبهت











-


ثاني أكسيد الكربون


ما بين الأزرق و الأبيض , وفي التيارات المنخفضة يكون أفتح من الزينون .





يستخدم في ليزر ثنائي أكسيد الكربون .


File Carbon Dioxide Laser At The Laser Effects Test Facility 100


-


بخار الزئبق


أزرق فاتح إلى أشعة فوق بنفسجية الأشعة فوق البنفسجة


File Mercury Spectra 400


الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية


مصباح بخار الزئبق مصابيح بخار الزئبق


File Mercury discharge tube 100


-


بخار الصوديوم - ضغط منخفض


عنبري فاتح


File Sodium Spectra 400


مصابيح بخار الصوديوم .


Image Lampe a vapeur de sodium 100

الأنواع

مصابيح الفلورسنت

File Fluorescent lamps artistic الإضاءة بإستخدام مصابيح الفلورسنت



مصباح فلوريسنت مصابيح الفلورسنت وتسمى أيضا بمصابيح الزئبق منخفض الضغط يتركب من إلكترودين عند الأطراف ( يسميان ب الأنود و الكاثود ) , تنبعث منهما إلكترونات عند تسخينها , وغالبا تكون مصنوعة من تنجستين مطلي ب الباريوم , وتوضع الإلكترودات داخل أنبوب اسطواني يحتوي على خليط من بخار الزئبق و الأرغون الأرجون تحت ضغط منخفض جدا ( وهذا يساعد على إبقائه على هيئه غاز ) , كما يحتوي السطح الداخلي للأنبوب على مادة فوسفور فوسفورية تقوم بإمتصاص الأشعة الفوق بنفسجية التي تنطلق لدى مرور تيار في غاز بخار الزئبق ( وهي عباره عن موجات غير مرئية ) وتطلق هذه المادة بعد إمتصاصها لهذة الأشعة موجات ضوئية بجميع الأطوال الموجية مما ينشئ اللون الأبيض المميز لهذة اللمبات Empire of Light A History of Discovery in Science and Art.




Leuchtstofflampen-chtaube050409 تصغير مصباح الفلوريسنت يسار



ويحتاج المصباح إلى بادئ تشغيل ( أنبوب صغير بداخلة غاز الأرغون الأرجون سريع التأين وبه إلكترودين قريبين لبعضهما لتسهيل عملية التفريغ الكهربائي التفريغ ) ويحتاج كذلك إلى ملف كابح .



وعند توصيل طرفي اللمبة إلى مصدر كهربي ( متردد ) فإن جهد كهربي جهدا كهربيا سينشأ بين طرفي اللمبة وطرفي البادئ , لكن وبسبب كون الغاز داخل الأنبوب باردا في بداية التشغيل فإن الإلكترونات المنبعثة من الفتيلة ستلاقي مقاومة للمرور عبر الغاز , لهذا ستمر عبر البادئ الذي يتأين غازه أسرع , ثم تمر عبر إلكترودات مصباح نيون مصباح النيون , وبمرور التيار فإن الإلكترودين سيسخنان بشكل كبير ( وهي اللحظة التي يحمر فيها طرفي المصباح ) .


OPK 2 تصغير مصباح فلوريسنت طويل يسار


Fluorescent Lamp تصغير المصباح المدمج


ومعروف ان الإلكترونات تكون سريعة في المواد الساخنة , مما سيجعل عملية قذف الإلكترونات أسهل ليمر عبر الغاز فتمر أول دفعة من الإلكترونات ( وهي التي تسخن الغاز داخل الأنبوبة الإسطوانية قليلا ) ثم ما يلبث التيار خلال الأنبوب الرئيسي أن ينقطع لأن الغاز لم يسخن لدرجة كافية , فينتقل مرة أخرى ليمر عبر البادئ , ليسخن الإلكترودين من جديد , وتنتقل الدفعة الثانية من الإلكترونات عبر الغاز . وتتكرر هذة العملية عدة مرات حتي يسخن الغاز بشكل كاف ليكون مرور الإلكترونات عبرة أسهل من مرورة علر البادئ ( لهذة يومض المصباح عدة مرات قبل أن يعمل ) , ويقوم الملف الكابح بمنع التيار من الإرتفاع لقيم عالية بعد تمام الإضاءة وحدوث التفريغ خلال أنبوبة المصباح الرئيسية .



وفي المحاولات الأولى في بداية التشغيل عندما ينقطع التيار خلال البادئ فإنة يتولد جهد كهربائي جهد عالي , فينكسر عزل الغاز في الأنبوب الرئيسي ويخدث تفريغ بين الإلكترودين الأصليين ويمر التيار الذي ما يلبث أن ينقطع لان الغاز لم يسخن لدرجة كافية .



المميزات

• تتميز هذا المصابيح بأنها تعطي ضعف الكفاءة الضوئية للمصابيح المتوهجة .


• زمن البدء 2 - 5 ثانية ( الأنواع الجديدة لها بدء سريع ) .


• الألوان متنوعة ( الأبيض - دافئ - ديلوكس يشبه المتوهج ) .


• العمر يصل إلى 7500 ساعة .


• الكفاءة الضوئية حوالي 80 لومن ليومن / وات .

العيوب

• معامل القدرة منخفض .


• يتأثر الضوء بالتقادم ( يتراكم مسحوق على السطح الداخلي ) .


• يتأثر بالحرارة ( تؤثر على كمية الطاقة الفوق بنفسجية من القوس ) .


• لا يعمل إذا إنخفض الجهد عن 75 .


• نستخدم مكثف لتقليل تأثير التداخل مع أجهزة الإتصالات وأيضا لتحسين معامل القدرة .

ورغم أن أغلب المصابيح الفلورية عبارة عن أنبوبة إسطوانية الشكل إلا أنة توجد مصابيح على شكل حرف U أو دائرية الشكل , كما أنة توجد ثلاثة أنواع من المصابيح الفلورية حسب تشغيلها وهم

1. مصباح ذو تسخين متقدم قبل بدء التشغيل وهو يحتاج إلى بادئ من نوع خاص .


2. مصباح سريع البدء ولا يحتاج إلى بادئ , ويستغرق البدء فيه ثانية أو ثانيتين .


3. مصباح لحظي البدء ولا يتحاج إلى بادئ بل تنبعث الإلكترونات على البارد من مادة يطلي بها الإلكترودين .

مصابيح بخار الزئبق عالي الضغط

MV Lamp 175 W تصغير مصباح بخار الزئبق عن قرب



يتكون مصباح بخار الزئبق من أنبوبتين زجاجيتين , إحداهما داخلية ( أنبوب التفريغ ) وهي التي تحدث فيها القوس الكهربي . والآخرى خارجية تحفظ أنبوبة القوس من تغيرات درجة الحرارة وفي بعض الأحيان تعمل ك فلتر لإبعاد بعض أطوال الموجات الصادرة من إشعاعات القوس . وقد تحتوي بعض البويصلات الخارجية على طبقة من الفسفور , وتعرف هذة المصابيح بمصابيح الزئبق الفلورسنتية Mercury Vapor Lights .





وأنبوب التفريغ الداخلي مصنوع من الكوارتز ( لأنه يتحمل أكثر من 700 درجة مئوية كما يتحمل التغيرات المفاجئة في الحرارة ولا يمتص الضوء المرئي ) , ويوضع بداخة مادتي الزئبق و الأرغون الأرجون , ويوجد بداخلة أيضا إلكترودين أساسين بالإضافة إلى إلكترود بدء يوضع قريب من أحد الإلكترودين الأساسين ومتصل كهربيا بالآخر عن طريق مقاومة بدء . والمجموعة كلها توضع داخل أنبوب زجاج عادي خارجي بينهما غاز خامل Persistent Lines of Neutral Mercury.





وعند التوصيل ب جهد كهربي يحدث توهج بين الإلكترود والبادئ , في تأين غاز الأرغون الأرجون سريعا وينتشر حتي يصل للإلكترود الأخر فيسخن الإلكترودين الأصليين وتبعث الإلكترونات ويحدث ما يسمى ب تفريغ كهربي التفريغ الكهربي .


File -10-31 17 58 17 Recently activated mercury vapor street light along Terrace Boulevard in Ewing, New Jersey إنارة الشوارع إضاءة الشوارع بإستخدام مصابيح بخار الزئبق



لكن التفريغ حتي الأن يحث تحت ضغط منخفض ويتميز باللون الأزرق , لكن سرعان ما يتبخر الزئبق بالحرارة ويزيد ضغطه ليصل إلى 15 ضغط جوي , فيزداد النصوع ويظهر اللون الأبيض المشرب بالزرقة . وهذة الإشعاعات الصادرة من هذة المصابيح تقع في مدى الأشعة فوق البنفسجية ( غير مرئية ) ولذا تحتاج هذة المصابيح لمادة فلورية لتحويل الأشعة الغير مرئية إلى ضوء مرئي Simplified Design of Building Lighting, 4th Ed.





المميزات

• العمر يصل إلى 20000 ساعة .


• اللون أبيض مزرق لغياب اللون الأحمر .


• الكفاءة الضوئية 40 - 60 لومن / وات .


• يستخدم في إنارة الشوارع إضاءة الشوارع ( لاحظ أن البهر المصاحب لهذا المصباح عالي جدا ولذا يجب ألا يوضع في مستوى البصر بل على إرتفاعات عالية ) .

العيوب

• أمانة النقل منخفضة ( 15 - 52 ) .


• البدء وإعادة التشغيل يحتاج من 4 إلى 7 دقائق .

مصابيح الصوديوم منخفض الجهد

Image LPS Lamp 35W مصباح صوديوم منخفض الجهد 35 وات (لا يعمل )


Image LPS Lamp 35W running مصباح صوديوم منخفض الجهد 35 وات ( يعمل )


مثل مصباح فلوريسنت مصباح الزئبق منخفض الضغط ( مصباح فلوريسنت الفلورسنت ) مع فارق جوهري أنه لا يحتاج لمادة فسفور ية لأنه ينتج الضوء مباشرة حيث يتولد الضوء عن طريق التفريغ الغازي الذي يتم في وسط له ضغط منخفض يتكون من غاز صوديوم , و غاز خامل ( نيون ) , أو أرغون (عنصر كيميائي) أرجون تحت ضغط منخفض , ويقع الإشعاع الناشئ عن التفريغ الغازي في مجال اللون الأصفر فقط ولذك فهو وحيد اللون , ولا يحتاج لمادة فلورية مثل مصابيح الزئبق Low-Pressure Sodium Issues and FAQ .




Image SOX.png طيف الانبعاث الطيف الإنبعاثي لمصباح صوديوم منخفض الجهد



وتكون أنبوبة التفريغ الداخلية في هذة المصابيح عادة على شكل U ومزودة عند كل طرف بفتيلة مكسية بمادة إنبعاثية , وعند التسخين يبدأ التفريغ فيظهر اولا بلون أحمر برتقالي حتي ترتفع درجة الحرارة فيبدأ الصوديوم في عملية التفريغ ويتحول الضوء إلى الأصفر Why is lightning colored? gas excitations ], وتتراوح فترة بداية التشغيل حتي إعطاء الإضاءة الكاملة من 7 إلى 15 دقيقة] , وتتم المحافظة على درجة الحرارة عن طريق العزل الحراري للأنبوبة .





المميزات

• لا يحتاج وقت لإعادة البدء .


• أعلى كفاءة ضوئية على الإطلاق ( 133 - 183 ) لومن / وات .


• يصل عمره إلى 15000 ساعة وقدرتة بين 35 إلى 180 وات .

العيوب

• يحتاج إلى حوالي 10 دقائق لوصول الضوء إلى أقصى شدة .


• يعتبر الأسوأ من حيث أمانة نقل الألوان 23 , ولا يمكن تمييز الألوان على ضوئة لذلك يستخدم في الإضاءة الخارجية فقط كما في الشوارع و المطارات .

مصابيح الصوديوم عالي الضغط

File SON-T-Master-600W مصباح الصوديوم عالي الضغط


Image High Pressure Sodium Lamp Spectrum مخطط طيف الانبعاث للطيف الإنبعاثي لمصباح صوديوم عالي الضغط .



مثل الزئبق عالى الضغط مع إختلاف المادة , وتعتمد فكرة عمله على حدوث تفريغ ل بخار الصوديوم عند ضغط عالي . والفرق بينه وبين الصوديوم منخفض الضغط أن طول موجات الإشعاع تكون على مدى أوسع من الطيف المرئي مما يجعل اللون أصفر ذهبي به كمية من اللون الأحمر وكمية صغيرة من الأزرق والبنفسج . وبالإضافة إلى الصوديوم تحتوي الأنبوبة على كمية من الزئبق وغاز الزينون الذي يساعد على عملية بدء المصباح . والغلاف الخارجي للمبة ينتج على شكل بيضاوي أو أنبوبي San Jose Study and report on low-pressure sodium lighting.





وقد استخدمت هذة التقنية بعد إكتشاف مادة أكسيد الألومنيوم التي لا تتفاعل مع الصوديوم حتي مع الضغط المرتفع والحرارة العالية , كما أنها مادة شفافة تقريبا لا تحجب الضوء . وتوضع الأنبوبة داخل غلاف زجاجي مفرغ لعزلها حراريا . وبالإضافة إلى الصوديوم تحتوي الأنبوبة على كمية من الزئبق حيث يرفع الزئبق الكفاءة الضوئية للمصباح عن طريق خفض المفاقيد الناتجة عند التوصيل الحراري والناتجة عن التوصيل الكهربي , كما يحتوي على غاز الزينون الذي يساعد في عملية بدء المصباح .



والمصباح له كفاءة ضوئية عالية 125 لومن / وات . وأمانة متوسطة لنقل الألوان تصل إلى 45 ولذا تستخدم في الإضاءة الخارجية . ويصل عمر المصباح إلى 24000 ساعة , وعند بدء التشغيل يحتاج المصباح إلى 6 دقائق ليصل إلى 80 من أقصى شدة , ويحتاج بعد إطفاءة إلى 3 دقائق لإعادة تشغيله .

مصابيح الهاليد المعدني

File Metaalhalidelamp مصابيح الهاليد المعدنية


File HMI searclight in Kose إنارة الشوارع بإستخدام مصابيح الهاليد المعدنية


الهاليد المعدني هو مركب ثنائي العنصر من أحد الهالوجينات وهو اليود وعنصر معدني آخر يكون إما الصوديوم أو الثاليوم أو الكانديوم Metal Halide ], ويمكن مع إستعمال الهاليد الحصول على أمنة نقل ضوء ممتازة ( 60 -90 ) وكفاءة ضوئية عالية (70 - 100 ) لومن / وات . وهو يصنع بقدرات عالية غالبا ( 1000 - 2000 - 3500 ) وات . وطريقة التشغيل مثل المصباح الزئبقي [https //books.google.com.eg/books?id fWHQbhgxpAkC&pg PA45&dq 22metal+halide+lamp 22+gas+discharge+mercury&hl en&sa X&ei S251T4vWDo7OiALQxKSnDg&redir_esc y v onepage&q 22metal 20halide 20lamp 22 20gas 20discharge 20mercury&f false Light and light sources high-intensity discharge lamps.





المميزات

• الكفاءة والأمانة عاليا .


• يستخدم غالبا في الشوارع و الملعب الملاعب .

العيوب

• زمن البدء يتراوح بين 5 - 6 دقائق , لكن يحتاج إلى ربع ساعة لإعادة التشغيل .


• العمر أقل من 7000 ساعة .

مصابيح الزينون

Image Xenon short arc 1 مصباح زينون 15 كيلو وات



من نوعية مصابيح التفريغ عالي الجهد لكن بداخلها غاز الزينون الذي ينتج طيفا هو الأقرب إلى طبقة ضوء النهار OSRAM SYVLANIA XBO ]. وتتميز هذة المصابيح بصغر الحجم وشدة النصوع ولذا تستخدم بكثرة في السيارات] , كما تستخدم في الأعمال التي تحتاج لضوء عالي جدا ( سينما أو ملعب ) . ويبلغ متوسط عمرها من 1000 2000 ساعة فقط .





ويستخدم النوعية ذات الجهد المنخفض ( 12 فولت ) في البيوت بعد إضافة محول 220 / 12 فولت WACOM KXL . ويعيبها أنها تولد منه حرارة عالية .

مصابيح النيون

هي من عائلة مصابيح التفريغ الغازي , وتتكون من أنابيب ( قطرها من 7 إلى 15 ملم ) مملوءة بغاز النيون ذو الضغط المنخفض جدا مخلوطا بقليل من الهيليوم , ويستخدم معها محول رفع للحصول على جهد الإشتعال في البداية , فتتوهج عندما تحدث تفريغ كهربائي عملية تفريغ كهربائية داخلها , علما بأن غاز النيون النقي في انبوب صاف يعطي ضوءا أحمر اللون , لكن يمكن إنتاج الضوء بألوان أخرى بمزج غاز النيون بغازات آخرى , أو إستخدام أنابيب ملونة LED or Neon .

مصابيح الدايود

File LED bulbs مجموعة أشكال مختلفة من مصابيح الدايود


File 60 LED 3W Spot Light eq 25W مصباح ليد متكون من 60 دايود .



وتسمى بمصابيح الدايود الباعث للضوء ( < >LED ) وتستخدم في تطبيقات عديدة في مجال الإلكترونيات وتدخل في تركيب العديد من الأجهزة الحديثة كلمبات إشارة صغيرة حيث يضيء الدايود لتعلم المستخدم ان الجهاز يعمل مثل اللمبة الحمراء التي تضيء عندما يكون جهاز التلفاز في حالة الإستعداد أو في أجهزة الراديو عند إستقبال محطة عليه , و تدخل أيضا في ساعة رقمية الساعات الرقمية والريموت كنترول والتلفزيونات الكبيرة التي تستخدم كشاشات عرض كبيرة وفي إضاءة إشارات المرور .





وهي عبارة عن لمبة ضوء إلكترونية أي لا تختوي على أي فتيلة ولا تسخن كما في المصابيح الكهربية , فهي تصدر الضوء من خلال حركة الإلكترونات في داخل مواد من أشباه الموصلات التي تتكون منها الترانستورات .



لكن حديثا بدأ التوسع في إستخدام هذة النوعية من اللمبات , رغم أن عمر هذة اللمبات طويل إلا أن سعرها يعتبر عالي جدا . ويكثر إستخدامها في التطبيقات ذات القدرة المنخفضة وخاصة في السيارات وتستخدم أيضا داخل المصباح فتعطي كفاءة ضوئية أعلى بكثير من اللمبات العادية ذات القدرة المماثلة . وتتميز بأنها تستهلك قدرا ضئيلا جدا من الطاقة , وكمية الحرارة المتولدة صغيرة جدا مقارنة بلمبات الزينون , لكنها عيبها أن ضوءها محدد الإتجاه .



في بعض الأحيان يكون شكل لمبات الدايود على صورة خيط , وتكون اللمبات عبارة عن مربعات صغيرة مساحتها حوالي 5 * 5 ملم تقريبا ومتباعدة عن بعضها بمسافات صغيرة , وتكون قدرة كل لمبة حوالي 1 وات , ويصل سعر المتر منه إلى حوالي 50 دولار .

فكرة العمل

الضوء عبارة عن طاقة تنتج أو تنبعث من الذرة في صورة أشباه جسيمات ( وسميت أشباه جسيمات لأن الضوء له طبيعة مزدوجة فيمكن أن يكون موجة ويمكن أن يكون جسيم ) تسمي الفوتونات تكون لها كمية حركة وكتلتها صفر . تنطلق الفوتونات من الذرات نتيجة لحركة الإلكترونات , ففي الذرة تتحرك الإلكترونات في مدارات دائرية حول النواة , ويعتمد نصف قطر المدار على كمية الطاقة التي يمتلكها الإلكترون , فكلما كانت الطاقة كبيرة كان نصف قطر مدار الإلكترون أبعد عن النواة . وعندما ينتقل إلكترون من مدار منخفض إلى مدار أعلى فإنه يمتص طاقة حارجية ليتم الإنتقال , وفي حالة عودة الإلكترون من المدار الأكبر إلى المدار الأدني فإنه يتحرر من الطاقة التي يحملها الفوتون وتساوي فرق الطاقى بين المدارين .



وطاقة الفوتون تتحدد بفارق الطاقة بين المداريين الذين إنتقل بينهما الإلكترون وهذا يدل على أن طاقة الفوتون تكون متغيرة , والتغير في طاقة الفوتون يعني تغير في الطول الموجي له , وبالتالي فيمكن أن يكون فوتون على شطل ضوء مرئي أو ضوء غير مرئي .



وفي حالة الدايود فإن الإلكترونات الحرة تحرك عبر وصله الدايود في إتجاه الفجوة, وهذا يعني أن الإلكترون عندما يتحد مع الفجوة كما لو أنه انتقل من مدار عالي الطاقة إلى مدار منخفض الطاقة فإن الطاقة تنطلق على شكل فوتون , ولكن لا نرى الفوتون المنبعث إلا إذا كان ذو طول موجي في الطيف المرئي وهذا لا يتحقق في كل وصلات الدايود . ففي الدايود المصنع من مادة السليكون يكون الفوتون المنطلق في المنطقة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي ولا يرى بالعين المجرد , ولكن له تطبيقات هامه في جهاز التحكم ( في التلفاز كمثال ) حيث تنتقل التعليمات من الجهاز إلى التلفاز على شكل نبضات من الفوتونات تحت الحمراء يفهمها مجس الإستقبال في التلفاز .

المصابيح الموفرة

وأشهر أنواعها هو < >CFL وتتميز بأنها تستهلك كمية صغيرة من الطاقة الكهربية لتعطي نفس كمية الضوء الصادرة من المصابيح العادية , فعلى سبيل المثال فلمبة < >CFL بقدرة 18 وات تعطي نفس كمية الضوء الصادرة من مصباح 75 وات . ويضاف إلى ذلك أن عمرها الإفتراضي يصل إلى خمسة أضعاف عمر اللمبة العادية , لكن بالطبع سعرها أغلى .

الإضاءة العامة

يمكن ملاحظة إجمالي الإضاءة العامة ( وخاصة في إنارة الشوارع ) بسهولة في الليل من الجو أو من الفضاء . وهذا الضوء هو مصدر التلوث الضوئي التي تثقل كاهل عالم فلك علماء الفلك .


Image Earthlights dmsp 1994–1995 800








مسقط رأسي للإضاءة العامة من الفضاء

الإستخدام

NTC_bead يسار تصغير أحد أشكال الثيرميستور


أصبح الكثيرون يفضلون في المنازل إستخدام المصابيح الموفرة لكونها ذات لون أبيض وإستهلاكها من الطاقة بسيط , ولا يزال إستخدام لمبات الهالوجين ( 12 فولت ) مفضلا في الإضاءة الموجهة القوية , وإن كان مصابيح الدايود بدأت تنافس في هذا المجال بالإضاف إلى أنه متوافر بأشكال وألوان متعددة .



وفي غرف المكاتب لا يزال يفضل إستخدام لمبات الفلورسنت لضوئها الهادئ الأبيض , أما في الحدائق والمحلات الكبرى والملاعب فيفضل إستخدام مصابيح الهاليد لكون إضاءتها بيضاء وقوية .



أما في الشوارع فمصابيح الصوديوم هي دائما الإختيار الأول تلية مصابيخ الهاليد , أما لمبات الزئبق فلا نلجأ إليها سوى في حالة الرغبة في تكلفة إقتصادية غير مكلفة حيث أنها الأرخص لكن بالطبع يجب تحمل مشكلة أنها تحتاج لعدة دقائق لإعادة التشغيل .

إستخدامات آخرى

يمكن إستخدام المصابيح الكهربية كمصادر للحرارة , كما في حاضنات ( البيض ) وأفران الخبز .



كما يتم إستخدام مصابيح التنجستين ك مقاوم حراري ( الثيرميستور ) في الدوائر الإلكترونية , وتستخدم أيضا في مكبرات الصوت .

أنظر ايضا

• الضوء .


• قائمة مهندسي الكهرباء .


• قائمة المنابع الضوئية .


• الأشعة الضوئية .


• قياس ضوئي .


• محول التيار .


• الفيوز .


• ملامس (جهاز) مفتاح التلامس .

File Lâmpadas 400 مصباح تنجستين ( على اليسار ) ومصباح الفلورسنت ( على اليمين ) .



المصابيح هي مصدر الإضاءة الكهربية حيث تقوم بتحويل القدرة الكهربية إلى قدرة (فيزياء) قدرة ضوء ضوئية Lamp ], ويوجد أنواع كثيرة من مصابيح الإضاءة تختلف في تركيبها وطرق تشغيلها وكفاءتها ولون إضاءتها [http //www.ch heritage.org/discover/media/distillations-magazine/01-3-10-let-there-be-light.as Let there be light .