غالبًا ما يرجع الفضل في اختراع المصباح الكهربائي إلى المخترع الأمريكي الشهير توماس إديسون في عام 1880 ، ولكن قبل ذلك بنحو 40 عامًا ، ابتكر المخترعون البريطانيون مصباحًا قوسيًا. على مر السنين ، شهدت التطورات العلمية عناصر جديدة تحل محل قضبان الكربون المستخدمة في المصباح القوسي وخيوط الكربون في لمبة إديسون الحاصلة على براءة اختراع. مقارنةً بالأنواع الجديدة من المصابيح الكهربائية ، كانت هذه التكرارات المبكرة ثقيلة وغير فعالة وقصيرة العمر. ومع ذلك ، أدى ظهور هذا الاختراع وانتشاره إلى ظهور صناعة جديدة ، وزيادة طول أيام العمل ، وكان بمثابة خطوة مهمة في انتشار الكهرباء في جميع أنحاء العالم.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
بدأت المصابيح الكهربائية بعناصر مصنوعة من الكربون ، ولكن على مر السنين أضاف المخترعون عناصر جديدة مثل التنجستن والزئبق والكلور والأوروبيوم إلى مجموعة أدواتهم.
المصابيح المتوهجة ، اختراق مبكر
تولد المصابيح المتوهجة الضوء عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر خيوط دقيقة مصنوعة من المعدن. يسخن هذا الفتيل حتى ينبعث منه الضوء. كانت المصابيح الأولى من هذا النوع تحتوي على خيوط من الكربون ، على الرغم من أن التنجستن استبدلها في النهاية. التنجستن عنصر أكثر مرونة من الكربون ويمكن تسخينه إلى 4500 درجة فهرنهايت. جاء هذا التطور في عام 1908 كنتيجة لابتكارات شركة جنرال إلكتريك. ابتداءً من عام 1913 ، أصبحت الخيوط الموجودة في المصابيح ملفوفة ، وتملأ المصابيح الزجاجية بغازات غير نشطة مثل الأرجون والنيتروجين. في عام 1925 ، بدأ المنتجون في استخدام حمض الهيدروفلوريك لإضافة تأثير يشبه الصقيع إلى المصابيح ، مما ساعد في نشر الضوء على مساحة أوسع. لقد تحسنت المصابيح المتوهجة على مر السنين ولكنها لا تزال تعتبر إلى حد كبير غير فعالة ، حيث يتم فقد الكثير من مدخلات الطاقة بسبب الحرارة.
مصابيح الهالوجين هي اختلافات في المصابيح المتوهجة. المصابيح مصنوعة من الكوارتز ، ويمكن أن تحتوي على غازات خاملة مثل الفلور والكلور والبروم واليود ، تسمى عناصر الهالوجين.
المصابيح الفلورية ، الانطلاق إلى بداية بطيئة
مثل المصابيح المتوهجة ، بدأ العمل الأساسي لما سيصبح في النهاية إضاءة الفلورسنت في القرن التاسع عشر. قام اثنان من الألمان - النافخ الزجاجي هاينريش جيسلر والطبيب جوليوس بلكر - بإنتاج الضوء من خلال تشغيل تيار كهربائي من خلال أنبوب زجاجي يوضع بين قطبين كهربائيين تمت إزالة معظم الهواء منه. على الرغم من أن إديسون وزميله نيكولا تيسلا جربوا هذه التقنية ، إلا أن بيتر كوبر هيويت لم يبتكر حتى أوائل القرن العشرين التكنولوجيا عن طريق ملء الأنبوب الزجاجي ببخار الزئبق وربط جهاز يسمى الصابورة لتنظيم تدفق التيار عبر الة النفخ. شهدت التطورات الأخيرة قيام المخترعين بإضافة غاز الأرجون إلى المصابيح وتغطية الأجزاء الداخلية بالفوسفور. عندما يمر تيار كهربائي عبر الغاز ، فإنه يطلق الأشعة فوق البنفسجية ، التي يمتصها الفوسفور ويطلقها كضوء مرئي. تدوم هذه الأضواء لفترة أطول وتكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من المصابيح المتوهجة.
أنوار الحاضر والمستقبل
مصابيح الهاليد المعدنية هي اختراعات جديدة نسبيًا. إنها تنتج ضوءًا ساطعًا وهي موفرة للطاقة إلى حد ما. غالبًا ما تستخدم في إضاءة المباريات الرياضية الخارجية أو البناء. تحتوي اللمبة المحيطة بها على أنبوب قوسي ، غالبًا ما يكون مصنوعًا من الكوارتز أو السيراميك. تحتوي هذه الأنابيب على غاز البدء والزئبق أو اليود وملح الهاليد المعدني. الأرجون هو غاز انطلاق شائع.
تخلق الثنائيات الباعثة للضوء أو مصابيح LED ضوءًا مرئيًا من خلال عملية تسمى التلألؤ الكهربائي. تُستخدم العديد من المركبات التي أساسها الغاليوم في مصابيح LED ، كما أنها تستخدم بعض المعادن الأرضية النادرة مثل السيريوم والأوروبيوم والتيربيوم. تتميز مصابيح LED بالكفاءة والفعالية من حيث التكلفة وقد وجدت استخدامها في مجموعة متنوعة من الإلكترونيات حيث يسعى البشر إلى تقليل تأثيرها على بيئة الأرض.