प्रकाशमान बत्तीको सिद्धान्त र प्रकाशमान बत्तीको निर्माण

प्रकाश उत्पन्न कर्ने वाला बिजुली स्रोत जो दहन घटनाको आधारमा काम गर्छ त्यो दहन बल्ब भनिन्छ। अन्य शब्दहरूमा, बल्बले फिलामेन्टले दहन गर्दा उत्पन्न भएको प्रकाशले काम गर्दछ जो बिजुली धाराको माध्यम बाट गरिन्छ, यसलाई दहन बल्ब भनिन्छ।

दहन बल्बहरू कसरी काम गर्छन्?

जब कुनै वस्तुलाई गर्म गरिन्छ भने त्यो वस्तुको अन्दरका अणुहरू ऊष्मिक रूपमा उत्तेजित हुन्छन्। यदि वस्तु पिगल्दै नगर्छ भने, अणुहरूको बाहिरी अर्बित इलेक्ट्रानहरू उपलब्ध ऊर्जाको कारण उच्च ऊर्जा स्तरमा जान्छन्। यी उच्च ऊर्जा स्तरमा इलेक्ट्रानहरू स्थिर छैन, उनीहरू फेरि निम्न ऊर्जा स्तरमा गिर्छन्। उच्च ऊर्जा स्तरबाट निम्न ऊर्जा स्तरमा गिर्दा, इलेक्ट्रानहरूले अतिरिक्त ऊर्जालाई फोटनको रूपमा छोड्छन्। यी फोटनहरू वस्तुको सतहबाट विद्युत चुंबकीय विकिरणको रूपमा निकालिन्छन्।

यस विकिरणमा विभिन्न तरंगदैर्घ्यहरू छन्। त्यही तरंगदैर्घ्यहरूको एक भाग दृश्य तरंगदैर्घ्यको रेखामा रहन्छ र अन्य महत्वपूर्ण भाग अवरक्त तरंगदैर्घ्यको रेखामा रहन्छ। अवरक्त तरंगदैर्घ्यको रेखामा रहेको विद्युत चुंबकीय तरंग उष्मा ऊर्जा र दृश्य तरंगदैर्घ्यको रेखामा रहेको विद्युत चुंबकीय तरंग प्रकाश ऊर्जा हुन्छ।

दहन अर्थात् वस्तुलाई गर्म गरेर दृश्य प्रकाश उत्पन्न गर्ने गर्छ। एक दहन बल्ब उत्पन्न गर्ने उत्तेजित विधि अनुसर्ग गर्छ। बिजुलीको उपयोग गरी दृश्य प्रकाशको सरलतम रूप दहन बल्ब हो। यहाँ हामीले फिलामेन्टमा बिजुली धारा बहाउँदै दृश्य प्रकाश उत्पन्न गर्ने छौं। धारा फिलामेन्टको तापक्रम त्यस अनुसार बढाउँदै जान्छ जसले यसलाई प्रकाशमान बनाउँदछ।

दहन बल्बको इतिहास

सामान्यतया थोमस एडिसनलाई दहन बल्बको आविष्कारक मानिन्छ, तर वास्तविक इतिहास त्यस्तो छैन। एडिसनले गर्नुभयो भन्दा पहिले अनेक वैज्ञानिकहरूले दहन बल्बको प्रोटोटाइप डिझाइन गरेका थिए। तिनीहरूमध्ये एक ब्रिटिश भौतिकविद जोसेफ विल्सन स्वान थिए। रेकर्ड अनुसार, उनलाई दहन बल्बको पहिलो पेटेन्ट मिलेको थियो। बादमा एडिसन र स्वानले व्यापारिक स्तरमा दहन बल्ब उत्पादन गर्न जोडिएका थिए।

दहन बल्बको निर्माण

फिलामेन्टलाई दुई लीड तारहरूमा जोडिएको छ। एक लीड तार फुट कन्टक्टमा जोडिएको छ र अर्को बल्बको धातु आधारमा समाप्त छ। दुई लीड तारहरूले बल्बको तलको मध्यमा लगाएको काँच सपोर्ट दियाइ पार गर्छन्। दुई सपोर्ट तारहरू पनि काँच सपोर्टमा जोडिएका छन्, यसले फिलामेन्टको मध्य भागमा समर्थन गर्छ। फुट कन्टक्ट धातु आधारबाट अन्य रूपमा अलग गरिएको छ। पूरो प्रणालीलाई रंगीन वा फास्फर कोटिङ वा पारदर्शी काँच बल्बले ढाकिएको छ। काँच बल्बमा निष्क्रिय गैसहरू भरिएको हुन सक्छ वा यसलाई वेक्युम राखिएको हुन सक्छ जो दहन बल्बको रेटिंग अनुसार छ।

दहन बल्बको फिलामेन्टलाई उपयुक्त आकार र आकारको काँच बल्बले वायुरहित गरिएको छ। यो काँच बल्बले फिलामेन्टलाई आसपासको हवाबाट अलग गर्छ जसले फिलामेन्टको ऑक्सीकरण रोक्छ र फिलामेन्टको तापक्रम उच्च राख्दछ।

काँच बल्बलाई वेक्युम राखिएको हुन सक्छ वा निष्क्रिय गैसहरू जस्तै अर्गन र थोराई नाइट्रोजनको उच्च दबावमा भरिएको हुन सक्छ। निष्क्रिय गैसहरूले फिलामेन्टको उपयोगको दौरामा फिलामेन्टको वाष्पन रोक्न मद्द गर्छ। तर बल्बको अन्दर निष्क्रिय गैसको अनुक्रमिक प्रवाहले फिलामेन्टको तापक्रम गुमाउन्छ।

फेरि वेक्युम उत्तम ताप अवरोधक छ, तर यो फिलामेन्टको उपयोगको दौरामा फिलामेन्टको वाष्पन तीव्र गर्छ। गैस भरिएको दहन बल्बको अवस्थामा, ८५% अर्गन र १५% नाइट्रोजनको मिश्रण प्रयोग गरिन्छ। अन्यथा क्रिप्टन प्रयोग गरिन सकिन्छ जसले फिलामेन्टको वाष्पन घटाउन मद्द गर्छ किनभने क्रिप्टन गैसको अणु वजन उच्च छ।

तर यसको लागि अधिक खर्च छ। वातावरणको दबावको लगभग ८०% भित्र गैसहरू भरिएको छन्। गैस भरिएको बल्बलाई ४० वाट भन्दा बढी रेटिंग भएको छ। तर ४० वाट भन्दा कम बल्बको लागि गैस प्रयोग गरिएको छैन।

दहन बल्बको विभिन्न भागहरू निम्न दिएको छन्।

दहन बल्बको फिलामेन्ट

हालको दिनहरूमा, दहन बल्बहरू २५, ४०, ६०, ७५, १०० र २०० वाट जस्ता विभिन्न वाट रेटिंगमा उपलब्ध छन्। बल्बहरूको विभिन्न आकार र आकारहरू छन्, तर बुझिलो रूपमा सबै गोलाकार छन्। दहन बल्बको फिलामेन्ट उत्पन्न गर्नको लागि तीन विभिन्न सामग्रीहरू प्रयोग गरिन्छन्, र यी कार्बन, टेंटलम, र टंगस्टन छन्। कार्बन पहिले फिलामेन्ट सामग्रीको लागि प्रयोग गरिएको थियो, तर अहिले टंगस्टन यसको लागि सबैभन्दा धेरै प्रयोग गरिन्छ।

कार्बन फिलामेन्टको पिगल्ने बिन्दु लगभग ३५००oसेल्सियस छ, र यसको संचालन तापक्रम लगभग १८००oसेल्सियस छ जसले फिलामेन्टको वाष्पन घटाउन मद्द गर्छ। यसकारण फिलामेन्टको वाष्पनले बल्बको अन्दरको काँच बल्बको अन्तर्गत फिलामेन्ट सामग्रीको अणुहरू जम्दै जान्छ, जसले बल्बलाई अँधेरो बनाउँदछ।

यो अँधेरो बल्बको लामो जीवनकालको बादमा देखिन्छ। कार्बन फिलामेन्ट बल्बको दक्षता राम्रो छैन, यो लगभग ४.५ ल्युमन प्रति वाट छ। टेंटलम फिलामेन्ट प्रयोग गरिएको थियो, तर यसको दक्षता धेरै निकै खराब छ, यो लगभग २ ल्युमन प्रति वाट छ। यसकारण टेंटलम फिलामेन्ट अत्यधिक दुरुपयोग गरिन्छ।