Tip:
Highlight text to annotate it
X
سلك المصباح الكهربائي. كيف تجعل التنغاستين مرنا. الحلقة الثالثة من سلسة \"رجل الهندسة\" بدعم جزئي من \" the Camile & Henry Dreyfus Foundation Special Grant Program in the Chemical Sciences\"
يعتقد الكثير منا اﻵن,أنه بعد أن إخترع توماس إديسون (أو جوزيف سوان إذا كنت بريطانيا ) المصباح الكهربائي عام 1870 أصبح جهازا للإستعمال اليومي و أداة الإنارة الحديثة
لكن النموذج الأصلي لأديسون إسعمل سلك من الخيزران المكربن,الذي كان هشا ولم يكن بهذا السطوع
إليكم الشيئ الذي جعل المصباح كما نعرفه اليوم
إنه الهندسة العبقرية التي ابتكرت سلك التنغستين الذي نراه اليوم في المصابيح
التنغستين مناسب بسبب ارتفاع درجة إنصهاره(3,422° )مما يسمح بإسعماله في درجة حرارة عالية
كلما ارتفعت درجة الحرارة زادت شدة الضوء
قد يبدو السك شيئا بسيطا,لكن دعوني أريكم كم هو مدهش
إذا إقتربنا قليلا نلاحظ أنه سلك ملفوف و ليس مجرد سلك مستقيم , وإذا نظرنا أقرب فسنرى أنه سلك ملفوف مرتين
يكون السلك في البداية بطول 20 بوصة و بقطر حوالي 1/2000 بوصة
يلف السك 1130 لفة حتى يصبح طوله 3 بوصات ثم يلف ثانية ليصبح بطول 1/4 بوصة كما ترونه في المصباح
تلك هي اللفافة الملفوفة التي أريتكم إياها
من الواضح أن اللف يسمح لسلك أطول بالتوهج لكن الإنعكاس داخل اللفة يضاعف شدة الضوء المنبعث
ما يدهشني كمهندس هو المرونة المطلوبة لصنع تلك اللفات
لدى النحاس مرونة عالية : يمكنك ليه ثم إعادته لشكله الأصلي
لا يمكنك فعل ذلك بقطعة من التنغستين الطبيعي,ستنكسر
لقد تطلب جعله مرنا عملا مبدعاوعبقريا من مهندس في شركة جنرال إلكتريك
طور ويليام كوليج طريقة لصنع السلك من مسحوق التنغستين
إليكم مراحل الصنع مختصرة :
1-نطبق ضغطا عاليا على المسحوق لنحوله الى قضيب هش
2-نسخنه لدرجة 1300 ثم نبرده بالماء
3-نمرر تيارا كهربائيا خلاله أثناء تسخينه إلى 3200 درجة,ثم نبرده بالماء
4-نسخنه مجددا إلى 1500 درجة مع تدفق الهدروجين عليه
5-يتم تبريده ثم طرقه
6-يسخن ثم يبرد تدريجيا أثناء تحويله الى سلك بقطر 1 مم
أعلم أن هذا كثير, لكن تذكروا أن كوليج إعتمد أيضا على الملحوظات القديمة ليس فقط معرفته الخالصة بالتنغستين
شيئ أخير
ليبقى السلك في درجة حرارة عالية يجب ألا يلامس الأكسجين
أنظر لما يحصل للسك بدون الزجاجة
أنا أحب هذا
إذا نظرتم عن قرب سترون أن السلك أصبح أسود
إنه أكسيد التنغستين
لحفظ السلك من الأكسجين كانت الزجاجة تفرغ من الهواء,لكن اﻵن أصبحت تملأ بغاز اﻵرغون
حيث يقوم بعزل السلك و منعه من التبخر مما يساعده على مقاومة الحرارة العالية
على الرغم من أن أيام المصباح العادي أصبحت معدودة,مع توفر أنواع أحسن إلا أنني أرى فيه إبداعات الهندسة في حل مشاكلنا.