|
|
תיבת כליםשפות אחרות
|
נורה חשמליתנורה חשמלית היא אבזר לתאורה באמצעות חשמל. המצאתה שינתה את סדר היום של האדם המודרני, והקלה עליו את פעילותו, גם בשעות החשכה. נהוג לחלק את הנורות לשלוש "משפחות": נורות להט, נורות פריקה ונורות חצי-מוליך (LED). בנורת הלהט מותקן חוט להט, שהוא מוליך שבו זורם חשמל אשר מביא לחימומו לטמפרטורה של למעלה מ-1,000 מעלות צלזיוס, ואגב כך פולט חוט הלהט קרינת אור בהיר. חוט הלהט עשוי לרוב מטונגסטן, שנקודת ההיתוך שלו היא כ- 3,400 מעלות צלזיוס. במשפחת נורות הלהט נכללות נורת הליבון וההלוגן. נורות פריקה פועלות על פי העיקרון של פריקה חשמלית בגז, הנגרמת כתוצאה ממעבר זרם חשמלי בגז. לפריקה זו תכונה של הופעת קרינה באורכי גל שונים. במשפחת נורות הפריקה נכללות הנורות הפלואורסנטיות לסוגיהן (בהן הקרינה הראשונית היא באור בלתי נראה), נורות הכספית, המטל הליד והנתרן. נורות החצי מוליך מפיקות אור על ידי העברת זרם חשמלי בדיודה פולטת אור, שבה כל אלקטרון מאבד אנרגיה ונאלץ לפלוט אותה בצורת אור (פוטון). התכונות העיקריות המאפיינות נורות חשמליות הינן:
[עריכה] נורת ליבון[עריכה] פיתוחעיקרון הפעולה של נורת הליבון הודגם לראשונה על ידי וורן דה לה רו (en:Warren de la Rue) בשנת 1840, כאשר חימם חוט להט עשוי פלטינה בתוך מיכל ואקום. בשנים 1860-1880 ניסו חוקרים רבים לפתח את נורת הליבון - לא פחות מ-22 ממציאים הציגו נורת ליבון פועלת במהלך שנים אלו. למרות זאת, המצאת נורת הליבון החשמלית מיוחסת פעמים רבות לתומאס אלווה אדיסון (1879 ), שאכן תרם תרומה נכבדת לפיתוחה ובמיוחד לשיווקה ואף רשם עליה פטנט. בנורות הליבון הראשונות נעשה שימוש בחוט להט מפחמן שהותקן בתוך מיכל זכוכית ובו ואקום, על מנת למנוע את שריפת התיל. בשנת 1905 פיתח ויליאם דיוויד קולידג' (en:William David Coolidge) חוט להט עשוי טונגסטן. אירווינג לאנגמיור גילה כי מילוי השפופרת בגז אציל מאריך את חיי הנורה בצורה משמעותית, והחל משנת 1925 מולאו נורות הליבון בגז ארגון וגז אינרטי, בדרך כלל חנקן. [עריכה] שריפת נורהבזמן שבחוט הלהט עובר זרם חשמלי מתנדפים אטומים של הטונגסטן עקב הטמפרטורה שבו ומתעבים על פני הזכוכית. תהליך זה מקטין את העובי של חוט הלהט ומגדיל את ההתנגדות החשמלית שלו שבעקבותיה עולה גם הטמפרטורה שבחוט. עם חלוף הזמן עולה הטמפרטורה במקום שבו החוט דק יותר ובסופו של דבר הוא ניתך ומתנתק, אטומי המתכת מתנדפים ומתעבים במהירות על דופן הנורה והנורה מסיימת בכך את חייה (בלשון העם "נורה שרופה"). [עריכה] נצילותאחוז הנצילות של נורת להט הוא קטן, כ5% בלבד, 15-8 לומן לוואט. רוב האנרגיה החשמלית המושקעת הופכת לחום. אורך חיי נורת ליבון הוא כ-1,000 שעות הדלקה. הניצולת של נורות ליבון עולה ביחס ישר להספק.
עדיף להשתמש בנורה אחת 100W מאשר בשתיים של 50W (כמובן בתנאי שהן באותו מקום). [עריכה] איסור שימושבשל היות נורת הליבון אמצעי תאורה עם יעילות נמוכה, נידונה במספר ארצות (וישראל בתוכן) האפשרות לאסור על השימוש בנורות אלו. במספר מדינות אף נקבעו בחקיקה מועדים להפסקת הייצור של נורות ליבון. [עריכה] נורת הלוגן
נורת הלוגן היא גרסה משופרת של נורת ליבון. בנוסף למרכיבים של נורת ליבון מוסיפים לה כמות קטנה של יסוד ממשפחת ההלוגן: יוד, ברום ולעתים רחוקות, כלור. הוספת ההלוגן גורמת לתגובות כימיות עם הטונגסטן המתנדף ומחזירה אותו לחוט הלהט. בועת הזכוכית עשויה קוורץ אשר אינה מתרככת בטמפרטורה הגבוהה שיוצרת חוט הלהט בנורה זו. האור שלה לבן יותר מזה של נורת הליבון הרגיל ולכן יש בה שיפור בנצילות החשמלית לעומת נורת הליבון, 22-33 לומן לוואט. אורך החיים שלה מוכפל. חסרונות של נורה זו: מחירה היקר, רגישותה למגע יד אדם היוצר כתמים קבועים במעטפת המנורה(יש להרכיבה ללא נגיעה ישירה בה), הטמפרטורה הגבוהה שלה (כ־600 מעלות) דבר שעלול לגרום לדליקות, ונפיצותה בהספקים גבוהים שבזבזניים בצריכת חשמל. [עריכה] נורה פלואורסנטית ("נאון")
הנורה הפלואורסנטית, הומצאה בידי הצרפתי ג'ורג' קלאוג בשנת 1911, על בסיס המצאת שפופרת הפלואורסנט בידי אנרי בקרל בשנת 1867. לנורת הפלואורוסנט ניצולת גבוהה של כ- 65-50 לומן לוואט. (נורת פלואורוסנט סטנדרטית בהספק של 36W מפיקה 2,500 לומן) ואורך חיים שמגיע עד 10,000-15,000 שעות עבודה. נורה זו צריכה אביזרי עזר לשם הפעלתה כמו מתנע (סטרטר) ומשנק המחובר בטור לוויסות עוצמת הזרם לנורה. ישנן נורות פלואורסנטיות קומפקטיות הדומות יותר בגודלן (וחלק גם בצורתן החיצונית) לנורת ליבון, שהשימוש בהן הולך ומתרבה בשל ההספק הנמוך שלהן וההדלקה המהירה שלהן. ההדלקה המהירה נובעת משימוש בטכנולוגיית מתנעים אלקטרוניים חדישה. הניצולת של הנורות האלה אף טובה מנורה פלואורסנטית רגילה. לנורה זו אורך חיים גבוה משל נורות ליבון. ב-2008 מחירה של נורה זו עדיין יקר באופן משמעותי ביחס לנורת ליבון רגילה (בין 10 ל-40 שקלים בישראל). [עריכה] מבנההנורה בנויה משפופרת של צינור זכוכית מוארך, המכילה גז, על פי רוב נאון, בלחץ נמוך מאוד. השפופרת מצופה מצידה הפנימי בציפוי זרחני שכאשר פוגע בו קרני אור אולטרא סגול, פולט אור בתחום הנראה לעין. בקצות השפופרת מותקנים חוטי להט לחימום ראשוני של הנורה שהופכים לאחר שלב ההתנעה ל- אנודה וקתודה, עוד חלק חשוב של המנורה הוא הכספית. הכספית שוכבת על גבי קרקעית הנורה ונועדה לעזור ביצירת הפלזמה שדרכה עובר הזרם החשמלי במנורה לאחר ההתנעה. [עריכה] עקרון פעולהנורת פלואורוסנט היא נורת שחרור גז שמשתמשת בחשמל על מנת לשחרר אדי כספית בגז מסוג ארגון או נאון, כך שנוצרת פלזמה המפיקה אור על-סגול לטווח קצר. אור זה תורם בתורו לזריחה של קרינה פלואורסנטית אשר מפיקה אור. שלא כמו נורות חשמליות רגילות, נורות פלואורוסנט זקוקות תמיד למשנק לשמירה על רמת אנרגיה בנורה. בנורות פלואורוסנט רגילות (בדרך כלל כ-120 או 240 ס"מ באורכן), המשנק הוא חלק מבית הנורה. נורת פלואורוסנט קומפקטית עשויה להישתמש במשנק רגיל, אך לרוב המשנק משולב במבנה הנורה עצמה, ומאפשר להשתמש בה בבתי נורה רגילים (שבדרך כלל משמשים נורות ליבון). שלא כמו במוליכים מוצקים אשר בהם החשמל זורם על ידי נדידת אלקטרונים מאטום אחד למשנהו, בגז החשמל זורם דרך אלקטרונים חופשיים וביונים. תערובת גז שמורכבת ברובה מאלקטרונים חופשיים ומיונים ומוליכה חשמל נקראת פלזמה. אחד המאפיינים של הפלזמה הוא שההתנגדות שלה להולכת חשמל נקבעת בנוסף לכל הפרמטרים הרגילים כמו: התנגדות סגולית, שטח חתך ואורך המוליך, גם על ידי הזרם שעובר דרכה. לפיכך, משתנה ההתנגדות בתוך השפופרת הפלואורסנטית בעת ההדלקה של הנורה. עם חיבור הנורה לזרם החשמל, נבנה מתח גבוה, על ידי המשנק, בין האלקטרודות. בנוסף לכך, מחוממות האלקטרודות. חימום זה מאדה את הכספית ובנוסף מספק לאלקטרונים שבגז אנרגיה נוספת העשוייה להקפיץ אותם לרמת אנרגיה גבוהה יותר ואף לשחרר אותם מהאטום וליצור פלזמה. בשלב זה, השדה החשמלי שנוצר בתוך השפופרת כתוצאה מהמתח הגבוה מנתק את האלקטרונים ומושך אותם אל האנודה, ברגע זה, שמתחילה זרימה של זרם חשמלי דרך הפלזמה והזרם זורם דרך השפופרת נפסק חימום האלקטרודות, המשנק מייצב את המתח וכך נוצר זרם חשמלי יציב בשפופרת. בזרם חילופין מתאפס המתח 100 פעמים בשנייה (בתדר של 50 הרץ). כאשר המתח יורד נמצאים חלק מהאלקטרונים ברמת אנרגיה גבוהה, והם שואפים לחזור לרמת האנרגיה הנמוכה. בתהליך החזרה ייתכן שיפלט פוטון (תהליך הפלואורסנציה). אורך הגל של הפוטון הנפלט נקבע על פי מבנה האטום של הגז שנמצא בנורה. פוטון הפוגע בציפוי הזרחני שעל הדופן הפנימית של הנורה גורם לפליטת פוטון אחר בעל אורך גל בתחום האור הנראה. [עריכה] נורת כספיתבנורת כספית שהומצאה בידי פטר קופר הוויט בשנת 1903 ישנו מעבר של זרם חשמלי באדי כספית שהמעבר בו גורם להתפרקותו. נורות אלו שאורן עז, משמשות בעיקר לתאורת רחובות וחוץ, צבע אורן כחלחל חיוור, ואינו מאפשר הבחנה טובה בצבעים. ההדלקה נעשית בהשהיה בדומה לנורה פלואורוסנטית, במיוחד אם הדבר נעשה בסמוך לכיבויה. נורה זו לעתים נכבת ונדלקת לסירוגין. [עריכה] נורת מטל הלידעקרון פעולתה הוא זרם חשמלי באדי פחם או באדי מטל הליד. היא הומצאה על ידי סר המפרי דייבי בשנת 1801. נורה זו מחייבת שימוש במשנק, שהוא אביזר חשמלי, המווסת את הזרם הנכנס לנורה. הניצולת החשמלית שלה 80-120 לומן לוואט. אורך חייה הנו 5000-8000 שעות. וגוון צבעה לבן - כחלחל. נורה זו משמשת בעיקר לתאורה חיצונית, במקומות בהם נדרשת העברת צבעים טובה כמו אצטדיונים ושטחי מסחר. [עריכה] נורות נתרןישנם שני סוגים של נורות סודיום (נתרן): נורת נתרן לחץ נמוך (נל"נ) ונורת נתרן לחץ גבוה (נל"ג). נורת הנל"נ היא בעלת הניצולת הגבוהה ביותר מבין כל סוגי הנורות (130 לומן לוואט). אורך החיים של נורת נל"נ הנו כ-24,000 שעות. לאור המופק ממנה צבע כתום עז והוא יעיל מאוד בחדירה מבעד לערפל. השימוש העיקרי של נורות אלו הנו לתאורת כבישים ומנהרות. נורות אלו נדירות מאוד בישראל. נורת הנל"ג היא הנורה העיקרית המשמשת לתאורת כבישים ורחובות. נצילותה גבוהה (90-130 לומן לוואט). אורך החיים עד 20,000 שעות וגוון הצבע צהבהב. 
[עריכה] נורות לד
[עריכה] קישורים חיצוניים
|
