تحقيق مسبار
يعتمد الناس اليوم على المصباح الكهربائي لتوفير الإنارة بدلًا من الأدوات التي تمّ استخدامها قديمًا؛ ذلك لما تتميّز به المصابيح الكهربائية من سهولة الاستخدام، ويُبيّن هذا المقال تاريخ اختراع مصابيح الكهرباء الذي بدأ خلال القرن التاسع عشر، ويتطرق كذلك إلى أنواع المصابيح الكهربائية المشهورة، كما يوضّح طريقة اختيار المصباح المناسب عند الرغبة باستبدال المصابيح الحالية في المنزل.
هل يعود تاريخ اختراع المصباح الكهربائي إلى عام 1879؟
لا يعود تاريخ اختراع المصباح الكهربائي إلى عام 1879، لكنه تاريخ ابتكار مصباح توماس أديسون؛ إلّا إنّ هُناك العديد من المُحاولات التي سبقت ذلك؛ منها مُحاولة الإنجليزي همفري ديفي؛ إذ إنه اخترع مصباحًا شديد السطوع، وكان مصباحه مُناسبًا لإنارة الشوارع؛ إلّا إنّه لم يكن جيدًا للاستخدام المنزلي بسبب سطوعه الشديد.
متى تمّ اختراع المصباح الكهربائي بتقنية ليد؟
يتم استخدام المصابيح بتقنية الثنائي الباعث للضوء على نحوٍ واسعٍ اليوم، وتُعرف هذه المصابيح باسم ليد اختصارًا، وتمّ اختراعها عن طريق الخطأ عام 1962 عندما حاول الأمريكي نيك هولونياك ابتكار أشعة الليزر، وحصل على براءة اختراع في ذلك. وكانت مصابيح ليد حمراء في البداية، ثم ظهرت المصابيح ذات النور الأصفر والأخضر فيما بعد، وفي بداية تسعينيات القرن العشرين ظهرت مصابيح ليد الزرقاء، ثم تبع ذلك المصابيح بيضاء الضوء.
كيف تطوّر اختراع المصباح الكهربائي عبر التاريخ؟
بدايةً من ابتكار أول مصباح كهربائي وحتى الوصول إلى المصابيح الكهربائية المنتشرة اليوم، مرّت وحدات الإنارة التي تعتمد على الطاقة الكهربائية بالعديد من المراحل، وتطوّرت على نحوٍ واسعٍ. فيما يأتي تسلسل زمني يُبيّن تطوّر اختراع مصابيح الكهرباء مع مرور الزمن:
- اختراع المصباح الأول: في عام 1801 تمكّن همفري ديفي من اختراع المصباح الكهربائي الأول على مستوى العالم، لكن هذا المصباح لم يكن عمليًا بما فيه الكفاية للاستخدام في البيوت.
- تجارب وارن دي لا رو: بحلول عام 1840 قام البريطاني وارن دي لا رو بإجراء بعض التجارب؛ لتوليد الضوء بالاعتماد على الأنابيب المُفرغة والتيار الكهربائي؛ إلّا إنّ هذه التقنية كانت مُكلفة جدًا، وليست مُناسبة للاستخدام التجاري.
- مصباح جوزيف سوان: استطاع الفيزيائي الإنجليزي جوزيف سوان اختراع مصباح كهربائي جديد عام 1850؛ ذلك بالاعتماد على أنبوب زجاجي مُفرغ وخيوط كربونية مُتفحمة، لكنها كانت مُكلفة أيضًا.
- مصباح قُضبان الكربون: حصل العالمان هنري وودوارد وماثيو إيفانز على براءة اختراع جديدة عام 1874؛ لمصباحٍ كهربائي تمّ إنتاجه بالاعتماد على قضبان الكربون المُثبتة بين الأقطاب في أنابيب زجاجية مُمتلئة بغاز النيتروجين.
- تطوير مصباح أديسون: بدأ توماس أديسون بتطوير مصباح مُتوهج جديد عام 1878، واستطاع الحصول على أول براءة اختراع له في هذا المجال خلال العام نفسه.
- بيع براءة اختراع مصباح قضبان الكربون: بالرغم من نجاح اختراع هنري وودوارد وماثيو إيفانز؛ إلّا إنّهما لم يتمكّنا من التسويق لمصباحهما الجديد، وفي عام 1879 تمّ بيع براءة الاختراع إلى توماس أديسون.
- التسويق التجاري للمصابيح: خلال عام 1880 بدأت شركة أديسون إليكترك بتسويق المصابيح الكهربائية وبيعها بكمياتٍ تجارية؛ إذ كانت المصابيح التي تمّ ابتكارها قبل هذا التاريخ مُكلفة.
- ابتكار مصابيح خيوط التنجستن: تمكّنت شركة جنرال إلكتريك من الحصول على براءة اختراع في طريقة صناعة خيوط التنجستن عام 1906، وتمّ استخدام هذه الخيوط لإنتاج المصابيح المتوهجة من قِبل الشركة.
- إنتاج المصباح البلوري: تمّ إنتاج المصابيح البلورية خلال عشرينيات القرن العشرين، كما شهدت هذه الفترة اختراع مصابيح السيارة الأمامية القابلة للتعديل، بالإضافة إلى ابتكار مصابيح النيون أيضًا.
- ظهور الفلاش: مع تطوّر التصوير في القرن العشرين تمّ ابتكار الفلاش خلال الثلاثينيات من القرن نفسه؛ ذلك حتى يُومِض مرّةً واحدةً عند التقاط الصور الفوتوغرافية، وفي هذه الفترة ظهرت مصابيح الفلورسنت.
- تطوير مصابيح الهالوجين: أصبحت مصابيح الهالوجين متوفرةً خلال خمسينيات القرن العشرين، وكذلك شهدت الخمسينيات إنتاج مصابيح زجاج الكوارتز أيضًا.
- ابتكار مصابيح ليد: تمّ ابتكار مصباح ليد الأول خلال الستينيات من القرن الماضي بالاعتماد على تقنيات الأشعة تحت الحمراء، لكنه لم يكن مناسبًا للاستخدام اليومي في تلك الفترة، ومع بداية الألفيّة الجديدة صارت مصابيح ليد بيضاء اللون متوفرة للإنارة.
- التطوّر الواسع للمصابيح: في العقود الثلاثة الأخيرة من القرن العشرين تطوّرت المصابيح بشكلٍ كبير؛ إذ انتشرت مصابيح الفلورسنت على نحوٍ واسع، كذلك ظهر المصباح الفلوري المُدمج ذو العمر الطويل في هذه الفترة.
ما هي إنجازات مخترع أول مصباح كهربائي؟
إلى جانب ابتكار المصباح الكهربائي الأول في العالم استطاع الإنجليزي همفري ديفي تقديم العديد من الإسهامات والإنجازات العلمية الأُخرى، ومن هذه الإنجازات اكتشاف عنصر البورون الكيميائي، بالإضافة إلى اكتشاف العلاقة الحقيقية بين الكلور وحمض الهيدروكلوريك، وبَيّن أن الكلور من العناصر الكيميائية، كما وضّح خاصية التبييض التي يتمتع بها الكلور. وحصل على ديفي على عِدّة جوائز؛ منها جائزة نابليون التي يقدمها معهد فرنسا.
ما هي أنواع المصباح الكهربائي؟
تتوفر عِدّة أنواع مُختلفة من المصباح الكهربائي في الوقت الحالي، وأشهر هذه الأنواع ما يأتي:
- المصباح الفلوري المدمج: تتمتع هذه المصابيح بكفاءة مرتفعة مقابل المصباح المتوهج، كما أنها ذات عمر تشغيلي أطول، وتستطيع العَمل مُدة 8 آلاف ساعة تشغيلية، لكنها أكثر ثمنًا من المصابيح المتوهجة.
- مصابيح ليد: تُعد مصابيح ليد من أكثر المصابيح الكهربائية المعروفة كفاءةً؛ إلّا إنّ الضوء ينتشر منها في اتجاه مُحدد خلافًا للمصابيح الفلورية المدمجة التي ينبعث منها الضوء في مُختلف الاتجاهات، وتستمر مدة 25 ألف ساعة تشغيلية.
- المصابيح المتوهجة: تستمر هذه المصابيح بالعَمل مُدة 750 ساعة تشغيلية فحسب، وعلى الرغم من ثمنها الرخيص مقابل المصابيح الفلورية ومصابيح ليد؛ إلّا إنّها تكون أكثر تكلفة على المدى البعيد؛ بسبب انتهاء عمرها الافتراضي بسرعة.
كيف يتم اختيار المصباح الكهربائي المناسب؟
فيما يأتي بعض الإرشادات التي تُساعد في اختيار المصباح الكهربائي المناسب عند الرغبة باستبدال المصابيح الحالية:
- تحديد المصابيح المطلوب استبدالها: لا بُد من تحديد المصابيح التي يرغب المرء باستبدالها نتيجةً لتلفها، أو بسبب مرور الكثير من الوقت على استخدامها، وعادةً ما تكون مصابيح المطبخ وغرفة المعيشة وغرفة الطعام الأكثر استخدامًا.
- تسجيل معلومات المصباح الحالي: يجب إخراج المصباح الحالي من مكانه، ثم تسجيل المعلومات التفصيلية حوله؛ بما في ذلك الطول والقُطْر، كما أن معرفة شكل المصباح الكهربائي مُهمة في هذه الخطوة.
- اختيار نوع المصباح الجديد: توجد عِدّة خيارات للمصابيح المنزلية في الأسواق، وينبغي على المرء اختيار النوع المناسب، وتُعد مصابيح ليد أفضل هذه الأنواع، ثم يليها المصابيح الفلورية ثم مصابيح الهالوجين.
- تحديد اللون: تحرص الشركات على توفير مصابيح الإنارة المنزلية بالعديد من خيارات الألوان، ويستطيع المرء اختيار اللون الذي يتوافق مع ذوقه، كما يُمكن اختيار اللون بناءً على ديكور المكان أيضًا.
- التحقّق من تدفق الإنارة: يُقاس تدفق إنارة المصابيح الكهربائية باللومن، وينبغي التأكّد من اختيار المصباح الذي يُمكنه توفير التدفق الجيد للإنارة، كذلك يجب اختيار المصابيح التي توفر الطاقة حتى لا يضطر المرء إلى استهلاك كثيرٍ من الكهرباء.
- شراء المصابيح: عند شراء المصابيح الجديدة تنبغي مطابقتها مع مواصفات المصباح التي تمّ تسجيلها مُسبقًا، كما يجب على المرء اختيار المصابيح المُناسبة للاستخدام الخارجي عند الحاجة إلى ذلك، كذلك يجب شراء المصابيح المزوّدة بعلامات الجودة.
خطوات عمل مصباح كهربائي في المنزل
يمكن للشخص تجربة الطريقة الآتية لعمل مصباح كهربائي في المنزل:
- تجهيز الأدوات: يحتاج المصباح الكهربائي إلى سلكين كهربائيين وإناء زجاجي شفاف ورصاص أقلام الرصاص التي تتكون من قطع الجرافيت، بالإضافة إلى 5 بطاريات على الأقل، ولا بُد من توفير المشابك الكهربائية لربط المصباح مع البطاريات.
- ربط الأسلاك الكهربائية مع المشابك: بعد تجهيز الأدوات يتم ربط الأسلاك الكهربائية مع المشابك؛ بحيث يكون على كل طرفٍ من أطراف السلكين الكهربائيين مشبكًا واحدًا.
- توصيل البطاريات: يتم توصيل البطاريات مع بعضها عن طريق إلصاق القُطب السالب من كل بطارية بالقُطب الموجب من البطارية التالية لها، ويُمكن تثبيتها مع بعضها البعض بالاعتماد على شريط لاصق.
- تثبيت الأسلاك مع البطاريات: يتم تثبيت الأسلاك الكهربائية من خلال المشابك، وفي هذه المرحلة ينبغي ربط أحد المشابك مع الطرف الموجب من سلسلة البطاريات دون ربط الطرف الثاني؛ حتى لا يُضيء المصباح قبل الانتهاء ويؤدي إلى حرق الجلد.
- تثبيت الجرافيت: لا بُد من تثبيت الجرافيت على طرفي المشابك الكهربائية المتصلة بالأسلاك؛ ذلك من خلال وضع عامود جرافيت واحد يصل بين المشبكين معًا.
- وضع الإناء الزجاجي ثم التشغيل: عند الوصول إلى المرحلة الأخيرة يتم وضع الإناء الزجاجي فوق المشابك الكهربائية التي تتصل مع بعضها من خلال عامود الجرافيت، ثم يتم توصيل المشبك الأخير مع قُطب البطارية السالب للإنارة.
هل يختلف شكل المصباح الكهربائي من نوع لآخر؟
هُناك العديد من الأشكال المُختلفة للمصابيح الكهربائية بالفعل؛ منها المصابيح ذات الشكل الحلزوني والمصابيح أنبوبية الشكل والمصابيح الدائرية المعروفة، كما أن بعضها يتمتع بشكل يُشبه الشموع أيضًا، وينبغي على المرء اختيار المصباح الكهربائي ذي الشكل المناسب عند الرغبة في استبدال المصابيح، ولا يشترط اختيار مصباح بنفس الشكل؛ فإنه يُمكن التبديل بين أشكال الكثير من أنواع المصباح الكهربائي بسهولة ودون مواجهة أيّ صعوبات أو مشاكل.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يمكن توليد الكهرباء من الرياح؟
