المصابيح الكهربية ((( المصابيح الفتيلية )))

الموضوع في 'الهندسة الكهربائية والالكترونية والميكاترونكس' بواسطة baithamid, بتاريخ ‏أكتوبر 18, 2006.

  1. baithamid

    baithamid New Member

    إنضم إلينا في:
    ‏يوليو 31, 2006
    المشاركات:
    4
    الإعجابات المتلقاة:
    2
    نقاط الجوائز:
    0
    الوظيفة:
    كهربائي


    المصابيح الكهربية

    المصباح الكهربي

    هو أداة لتحويل الطاقة الكهربية إلي طاقة ضوئية وذلك يتم عن طريق مرور تيار كهربي عبر وسط قد يكون صلبا " المصباح المتوهج " أو سائلا " مصباح قوسي الكربون " أو غازيا " مصابيح التفريغ الغازي " وتختلف أصناف تلك المصابيح من حيث التصميم والأداء والغرض .
    ولكننا سوف نقوم بالتركيز علي المصابيح التي تستخدم لغرض الإنارة أي مصدر الإضاءة .

    تقسم المصابيح من حيث تركيبها إلي

    المصابيح الفتيلية " Filament Lamps " وتتضمن :

    أ – المصباح المتوهج Incandescen Lamp

    ب- مصباح التنجستين – هالوجين Tungsten – halogan Lamp


    مصابيح التفريغ الغازي " gas - dischange lamps" وتتضمن :

    أ- المصباح الفلوري fluorescent lamps

    بمصباح الصوديوم ذات الضغط المنخفض Low pressure sodium lamp (SOX)

    جـ - مصباح الصوديوم ذات الضغط العالي High pressure sodium lamp ( HPS)

    د – مصباح الزئبق ذات الضغط العالي High pressure mercury lamp (HPM)

    هـ - مصباح الهاليد المعدني****l halide lamp







    المصابيح الفتيلية

    المصباح المتوهج


    تكوينه

    فتيلة شديدة المقاومة للصهر مركبة داخل غلاف مفرغ بصيلي الشكل مصنوع من الزجاج الشفاف أو المسنفر وله قاعدة من النحاس لإتمام التوصيل الكهربي بين الفتيلة والمنبع وذلك بواسطة دواة تناسب القاعدة
    والقاعدة أما لولبية " قلاووظ " أو بها مسمارين وعند مرور تيار كهربي في الفتيلة ترتفع درجة حرارتها إلي درجتها عالية جزء تجلها متوجة وباعثة للضوء0

    خصائص الفتيلة

    درجة إنصهار عالية
    ضغط بخار منخفض
    متانة عالية
    مطلية عالية وخصائص إشعاع مقاومة كهربية عالية وأفضل مادة تملك تلك الخواص هي التنجستين .


    عمــر المصبــاح

    يعتمد عمر المصباح أساسا علي درجة حرارة الفتيلة فكلما ارتفعت درجة حرارتها كلما قصر عمرها نتيجة لزيادة معدل تبخرها .

    وذلك فإن التوصل إلي إطالة عمر المصباح وبين قدرته الضيائية هي مسألة اختيارية .

    فإن إطالة العمر يعني إضاءة ضعيفة والحاجة إلي عدد أكبر من المصابيح واستهلاك عالي للطاقة الكهربية .

    وقد وجد أن 1000 ساعة كعمر للمصباح هو التوافق الأمثل بين العمر والقدرة الضيائة هذا الرقم يحقق أقل تكلفة لكل وحدة قدره ضيائية .

    ومما لا شك فيه أن المصباح المتوهج ذي الفتيلة هو أول مصباح كهربي أنتج وكان الركن الأساسي لقيام وتطور صناعة المصابيح بمختلف أنواعها و كانت قدرته التأثيرية الضيائية
    ( 10 – 15
    لومن / وات ) ويستخدم في الأغراض المنزلية لرخص ثمنه ولون ضوءه وأمانة العالي .

    أهم حلقة تطوير في صناعة المصباح ذي الفتيلة هي استخدام التنجستين بدلا من الكربون.

    التنجستين المستخدم به كميات صغيرة من بعض العناصر " عادة الألومنيوم والبوتاسيوم والسيليكون وذلك لتحسين الصلابة الميكانيكية للفتيلة .

    المقاومة الكهربية لفتيلة التنجسيتن عند التشغيل = 12 : 14 ضعف المقاومة عند حرارة الحجرة ولذلك فإن التيار المار بها عند بدء التشغيل يصل إلي حوالي 14 ضعف التيار المقنن للمصباح ثم يتضاءل ليصل إلي التيار المقنن في خلال 0.5 إلي 1ر ثانية

    تنصهر الفتيلة وينتهي عمر المصباح نتيجة لتكوين ما تسمي بقعة ساخنة (hot spot ) علي الفتيلة
    وتظهر هذه البقعة نتيجة لوجود عيب محدد الموقع في الفتيلة تكون درجة الحرارة عنده في بادئ الأمر أعلي بقليل عن درجة حرارة باقي لفتيلة . ويحدث هذا عادة لحظة إشعال المصباح نظرا لكبر التيار الأولي

    عـيـــوبـــــه

    أهم عيوب هذه المصابيح ظاهرة " التسويد " وهي تكوين عشاء منتظم عاتم علي السطح الداخلي للبصيلة نتيجة ترسب التنجستين المتبخر من الفتيلة ويزداد هذه العتامة مع استخدام المصباح ويؤدي إلي إنخفاض قدرته الضيائية

    وقد أمكن التغلب علي العيوب باستخدام فتلية علي شكل ملف ضيق مع استخدام خليط من غاز الأرجوان " 90 % " وغاز النيتروجين " 10 % " عند ضغط منخفض .

    وقد أكدت الأبحاث أن الفقد الحراري يتناسب وطول التفيلة ولا يتأثر بقطرها وبذلك قد أمكن رفع القدرة الضايئية للمصابيح إلي 11 لومن / وات وباستخدام فتيلة علي شكل ملف ملفوف " Coiled coil " أمكن رفع القدرة الضيائية إلي 13 لومن / وات .

    وقد يكون الزجاج شفافا او مسنفرا من الداخل ومن مزايا الزجاج المسنفر

    حجب الفتيلة الناصعة .
    نشر الضوء وتخفيف حدة الظلال بدون إنخفاض القدرة الضيائية .



    ملحــوظــــة
    يصحب أي تغيير في الجهد المقنن للمصباح تغيرا في كل من الخصائص التالية :-
    المقاومة الكهربية
    درجه الحرارة
    التيار
    القدرة والكفاءة الضيائيه

    إن درجة الحرارة التي يصل إليها المصباح عند التشغيل لها أهمية كبيرة للأسباب الآتية

    أ ) ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلي إنخفاض عمر المصباح عن طريق تفكك الأسمنت اللاصق بين القاعدة النحاسية والبصيلة الزجاجية أو القصدير المستخدم في لحام السلوك الموصلة من الفتيلة إلي القاعدة وتلف الدواة

    ب ) قد يكون الارتفاع غير آمن بالنسبة للمواد القابلة للإحتراق المصنع منها ناشر الضوء أو المواد المجاورة له

    جـ ) قد يكون الجو المحيط بالمصباح مساعد علي الاحتراق فقد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة غلي اشتعال الوسط المحيط .


    مصباح التنجستين – هالوجين

    مما ذكرناه سابقا أن التنجستين يؤدي إلي ظاهرة التسويد وتم منعه بالغاز الخامل ولكنه لا يمنعه كليا

    وظاهرة التسويد تخفض القدرة الضيائية للمصباح وارتفاع درجة الحرارة نتيجة الأشعاع الحراري .

    وقد أمكن التغلب بتمام علي هذه الظاهرة في مصباح التنجستين – هالوجين وهو مصباح متوهج يحتوي بالإضافة إلي الغاز الخامل كمية صغيرة من أحد الهالوجينات " الفلور والكلور والبروم واليود " التي تولد دورة استرجاع للتنجستين " .


    * تلخيص دورة استرجاع التنجستين


    يتفاعل التنجستين " W " المتبخر من الفتيلة المتوهجة وذلك أثناء انتشاره نحو الغلاف الخارجي مع الهالوجين " X " ليكون غاز هاليد التنجستين وتمنع درجة الحرارة العالية للغرف ترسيب جزئيات الغاز فترتد نحو الفتيلة وعند الاصطدام بها ونتجية لدرحة حرارتها العالية جدا تتفكك إلي تنجستين وهالوجين ويترسب التنجستين علي الفتيلة


    ملحــوظــــة

    من الناحية النظرية فإنه يجب لهذه الدورة أن يكو ن عمر المصباح لا نهائيا ولكن عمليا لا يحدث .
    وحيث أن دورة الاسترجاع تتطلب أن تكون درجة حرارة سطح الغلاف عالية فلذلك يصنع الغلاف من زجاج الكوارتز


    يمكن تلخيص مزايا الدورة الاسترجاعية فيما يلي

    أ ) التخلص التام من ظاهرة التسويد مما أدي إلي خفض الغلاف الزجاجي إلي 90 % من حجم مصباح متوهج عادي له نفس القدرة .

    ب ) نتيجة للصلابة الميكانيكية العالية لمادة لكوارتز قد أمكن زيادة ضغط الغاز داخل الغلاف إلي ثلاثة أمثال الضغط داخل المصباح العادي ونظرا لصغر الأنبوبة قد أمكن استخدام الغازات الخاصة مثل الكربون والزينون التي لها كثافة أكبر من غاز الأرجون ورغم غلو ثمنها .

    *
    و قد أدت تلك المزايا إلي إطالة عمر المصباح إلي 2000 ساعة وإلي زيادة القدرة الضيائية إلي 21 لومن / وات مع الإحتفاظ بأمانة نقل ألون عالية " 100 " .

    الاستخــدامـــات

    يستخدم هذه المصابيح في المناطق التي تحتاج قدرة صغيرة وإضاءة عالية النوع وأمانة عالية لنقل الألوان .

    إضاءة أجهزة
    أجهزة تسليط الشرائح
    مصابيح السيارات
    إضاءة المسـارح
    الإضاءة الغامرة
    الإذاعات الخارجية علي التلفزيون

  2. miami1983

    miami1983 New Member

    إنضم إلينا في:
    ‏مايو 8, 2006
    المشاركات:
    6
    الإعجابات المتلقاة:
    0
    نقاط الجوائز:
    0


    مشكور كتير على الشرح وان شاء الله الى الامام

مشاركة هذه الصفحة