تاریخچه چراغ سازی در دنیا: از چراغ نفتي تا چراغ برقي

به گزارش "برق نيوز" واژه « چراغ ساز » در گذشته هائي نه چندان دور در ايران به كساني اطلاق مي شد كه به تعمير چراغهاي نفتي مانند : لامپاي گردسوز، زنبوري، اجاقهاي دو فتيله و بخاريهاي نفت مي پرداختند.
 
در سـالهاي بعد چراغ سـازها شروع به ساختن چراغ كردند و از لامپاي سه، هفت و ده شيشه اي با گرد سوزهاي برنجي و آب ورشو داده و اجاقهاي دو، سه فتيله و بخاري و مانند آنرا ساختند. امروزه صنعت چراغ سازي در ايران به يكي از صنايع پيشرفته داخلي تبديل شده و حتي مي رود تا به يكي از اقلام صادراتي كشور تبديل شود.
 
در اين نوشتار ابتدا شرح مختصري از سير تحول توليد چراغ روشنائي در جهان ارائه مي شود و سپس به تاريخچه چراغ سازي در ايران خواهيم پرداخت.
 
 
 
 از كشف آتش تا ساخت شمع
 
زماني كه آتش كشف شد، به طور عمده از آن به عنوان وسيله اي براي محافظت در مقابل سرما و حيـوانات وحشي و همچنين براي تهيه غذا استفاده مي شد. اجـداد ما هنگـامي آن را به عنوان وسيله اي براي روشنائي بكار بردند كه قابل حمل و نقل شد. اولين وسايل روشنائي، شاخه هاي درختان رزين دار بودند كه به عنوان مشعل بكار مي رفتند.
 
امروزه باستان شناسان شواهدي مربوط به 000،20 سال پيش پيدا كرده اند كه نشان مي دهد روغن بدست آمده از حيوانات و گيـاهان براي روشنائي نيز بكار مي رفته است. روغـن را درون استخوانهاي تو خالي، صدف يا ساير ظروف طبيعي مي ريختند و با پوست درخت، الياف گياهان يا خزه براي آن فتيله درست ميكردند. آموختن كوزه گري براي آنها اين فرصت را فراهم نمود كه انواع مختلف چراغهاي روغني يا نفتي را بسازند كه ما امروزه در موزه ها مي بينيم.
 
چربي حيوانات (بخصـوص پيه آب كرده) و همچنين موم، مواد مورد استـفاده براي ساخت اولين شمع ها بودند. چراغ نفتي و شمع فقط براي روشنائي داخلي بكار برده مي شدند.
 
روشنائي هاي خارجي مناسب تقريباً تا اواسط قرن 17 ميلادي ناشناخته بودند. فقط از مشعلهاي قيري در رويدادها، جـشن ها، و مراسـم عمومي (همچنين مواقعي كه تعداد زيادي جنگجو دور هم جمـع مي شدند) استفاده مي شد. ديگر استفاده مشعلها، براي حمل كالا و يا مسافر در هنگام شب بود.
 
اولين روشنائي خارجي روغني بوسيله يك هلندي به نام جان ون در هيدن ساخته شد و در سال 1669 ميلادي در آمستردام نصب گرديد.
 
از اواخر قرن هجدهم، به موازات شروع انقلاب صنعتي و با افزايش تقاضا براي روشنائي بهتر و ارزانتر پيشرفت هائي در صنعت ساخت چراغهاي روغني يا نفتي بوجود آمد.
 
 
 
 از چراغ نفتي تا چراغ برقي
 
به گزارش "برق نيوز" هنـگامي كه در سال 1859 ميلادي نفـت تصفيه شده (پارافين) در آمريكاي شمالي تهيه شـد ، چراغ نفتي زندگي را از نو شروع كرد. پارافين مزاياي بسياري داشت. ارزان بود و هنگاميكه تركيبات با قابليت اشتعال آن بوسـيله عمل تقطير جدا مي شد ، براي استـفاده بسيار كم خطر بود . پارافيـن
 
به سرعت جانشين روغنهاي گياهي و حيواني شد كه سابق بر آن بكار برده ميشدند . بخصوص كه ميتوانست بدون مشكل در چراغهاي نفتي موجود بسوزد . در اوايل قرن هفدهم يك شيميدان و مهندس معدن آلماني به نام بـكر پي برد كه ميتوان از گاز بدست آمده از ذغال براي روشنائي استفاده كرد. به اين ترتيب اولين كارخانه گاز در سال 1863 ميلادي در لندن ساخته شد .
 
گاز چراغهاي خياباني را نيز متحول ساخت . گاز بطور مستقيم كارخانه گاز بوسيله يك شبكه از لوله به چراغ هدايت مي شد و ديگر نيازي به پر كردن مداوم چراغهاي نفتي نبود .
 
مدت زماني طول كشيد تا گاز براي روشنائي داخلي نيز بكار گرفته شد . زيرا در اين راه مشكلاتي وجود داشت . گاز از نفت خيلي گرانـتر بود ، خانه ها مي بايست به شبكة پخش گاز متصـل ميشدند و   در ضمن هنگاميكه ميسوخت ، بوي نامطبوعي برجاي ميگذاشت .
 
در سال 1804 ميلادي دروموند آزمايشي انجام داد . وي يك بلوك از سنگ آهك را با استفاده از شعله هيدروژن با حرارت سفيـد گرم نمـود . در اين زمان بلوك سنگ آهـك نور خيلي روشن و زيادي ايجـاد كرد . « چراغ آهكي » اولين شكل نورافكن بود و بطور گسترده در تئاتر مورد استفاده قرار گرفت .
 
از هامفري ديوي بعنوان پيشگام در صنعت چراغ برق نام برده ميشود . وي درسال 1803 ميلادي آزمايشهائي انجام داد . در اين آزمايشها او با گذراندن جريان از دو قطعه ذغال چوب كه در فاصلة 4اينچي از يكديگر قرار داده شده بودند ، نور توليد كرد . عيب اين كشف اين بود كه قطعه هاي باريك ذغال چوب ميسوخت و به ناچار نور نمي توانست مدت زيادي دوام داشته باشد و خيلي سريع از بين ميرفت . بنابراين ، به منظور حفظ يك تخليه الكتريكي يكسان بايد فاصله بين تكه هاي ذغال چوب ثابت نگه داشته ميشد . اين عمل بوسيلة لغزاندن مداوم تكه هاي ذغال چوب بسوي يكديگر انجام گرفت. در سال 1876 ميلادي يك روسي به نام جيلوچكف شمعي به نام شمع جيلوچكف اختراع كرد. او ميله ها را بوسيله مخلوطي از كانلين و گچ پوشاند. اين پوشش عايق ،قوس را فقط به قسمت ابتدائي الكترود محدود كرد و بنابراين عمر ميله ها به حدود 90دقيقه افزايش يافت. در سال 1889 ميلادي هوگوبرونر الكترود كردن با فلوريد بكار رفته نور را هم تغيير دهد. اولين كارخانه برق جهان متناسب با لامپهاي قوسي در سال 1858 ميلادي در فرلند جنوب تأسيس كردند.
 
لامپهاي قوسي در زمان خود بدون شك پيشرفته ترين منبع روشنائي بود ولي براي روشنائي كلي خيابان مناسب نبود. در نتيجه، چراغهاي خياباني معمولي كماكان به صورت گازي باقي ماندند.
 
البته استفاده از لامپ قوس الكتريكي نسبتاً محدود بود زيرا قسمت آن بالا و بازده نور آن بسيار بيشتر از لامپهاي گازي بود . از طرف ديگر چون پستهاي لامپهاي گازي نسبتاً كوتاه بودند تبديل آنها به پستهاي لامپهاي قوسي امكان پذيرنـبود . اولين شـخصي كه كشف كرد يك مفتول فلزي با سيــم مي تواند با گذراندن يك جريان الكتريكي بدرخشد ، احتمالاً يك فرانسوي به نام لوئي ژاك دوتونور در سال 1801 ميلادي بود.
 
به گزارش "برق نيوز" در سال 1838 ميلادي جوبارت بلژيكي دريافت كه اگر براي ايجاد نور از يك فيلامان كربني در خلاء استفاده شود ، اين فيلامان نمي سوزد.
 
در سال 1840 ميلادي يك فيزيكدان انگليسي به نام ويليام رابرت گرو هنگاميكه يك فيلامان پلاتيني به باتري كه ساخته بود وصل كرد، اولين لامپ رشته اي را ساخت.
 
در سال 1846 ميلادي آلفرد كوبـل يك آمريكائي آلماني الاصل اولين نوع قابل استفاده لامـپهاي رشته اي را با استفاده از فيلامان هاي ساخته شده از الياف بامبو كربنيزه ساخت. بنابراين گوبل به عنوان مخترع لامپ رشته اي شناخته شد.
 
لامپ گوبل زياد مورد استفاده قرار نگرفت زيرا الكتريسيته در آن زمان در جايگاهي نبود كه بتواند با ديگر اشكال روشنائي رقابت كند. تا زمانيكه ورنر زيمنس در سال 1867 ميلادي دينام برقي را كشف كرد و به اين وسيله استفاده از چراغ برق به كمك ژنراتور چرخشي امكان پذير شد.
 
در اين شرايط روزهاي اوج اديسون شروع شد. پروژه بزرگ او توليد يك لامپ بود. لامپي كه نه بزرگ و نه بسيار درخشان باشد، بلكه لامپ كوچكي كه نور آن نيز به ملايمت نور چراغ هاي گازي باشد.
 
براي رسيدن به اين هدف ، اول مي بايست يك سري از مشكلات را حل مي كرد. در اين زمان فقط اتصال يك يا تعداد محدودي لامپ به منبع برق امكان پذير بود. از بين رفتن يك لامپ به طور اتوماتيـك به معناي از بين رفتـن تمام مـدار بود. اين مشكل بوسيله تقسيم كردن چـراغ برق به چراغ هاي كم مقاومت و پر مقاومت حل شد. با استفاده از چراغ هاي پر مقاومت ، قرار دادن لامپها در مدارهاي موازي امكان پذير شد.
 
در مورد فيلامان، اديسون بطور مشابه اولين آزمايشهاي خود را با سيم پلاتين آغاز كرد، ولي از آنجائيكه علي رغم كليه ابزارها و وسايلي كه بكار برد نتوانست از گرم شدن زياد فيلامان ها و در نتيجه ذوب آنها جلوگيري كند، تصميم گرفت كربن را به عنوان ماده فيلامان به كار ببرد. تا اينكه سرانجام در ژاپن به گونه اي از خيزران برخورد كه اليافش بسيار مناسب بود. او به اين نتيجه رسيد كه هرچه تخليه درون محفظه شيشه اي بهتر صورت گيرد، طول عمر فيلامان افزايش خواهد يافت.
 
اختراع پمپ تخليه جيوه بوسيله اسپرانگل نيز در حل اين مشكل او را ياري كرد.سپس مرحله بعد توليد لامپهاي رشته اي الكتريكي آغاز شد.
 
از آنجا كه مجهز كردن هر مصرف كننده به ژنراتور امكان پذير نبود ، ضرورت ايجاد يك منبع تغذيه بر روي خطوط احساس مي شد. فكر اديـسون اين بود كه الكتريسيـته از يك منبع مركزي در طـول ميـله هاي مسي عايـق شده (لوله با سيم) كه در زير جـاده قـرار داده مي شد، پخش شود و با انشعاب هاي مناسب به كارخانه ها، مغازه ها و خانه ها برسد. زمانيكه ثابت شد كه نيروي برق مي تواند در مسافت هاي طولاني بدون افت شديد ولتاژ انتقال داده شود. ساختن مراكز توليد كنـنده الكتريسيته دور از مصرف كننده نيز امكان پذير شد.
 
اديسون براي تمام جزئيات ، از منبع تغذيه مركزي تا منبع واقعي نور و لوازم جانبي آن نقشه كشيده بود. انتهاي پيچي لامپ كه امروزه هنوز ميليون ها چراغ را در سرپيچ خود نگه مي دارد. فيوز ذوب سيم كه بطور اتوماتيك در مواقع اضافه بار يا ايجاد مدار اتصال كوتاه جريان برق را قطع مي كند ، اصلاح مدار مغناطيسي ديناموژنراتورها افزايش كارايي آنها از حدود 50 درصد تا 90 درصد و همچنين يك كنتور براي اندازه گيري ميزان الكتريسيته مصرفي از جمله ديگر اختراعات اديسون است. به اين ترتيب اديسون توانست تا انتهاي سال 1879 يك سيستم روشنائي قابل استفاده ارائه كند.

از طرف ديگر در اوايل سال 1848 ميلادي ژوزف ويلسون سوان از نيوكاسل در تين تلاش خود را براي ساختن لامپهاي رشته اي آغاز كرد. تلاش او با موفقيت كمي روبرو شد، زيرا او قادر نبود به اندازه كافي خلاء ايجاد كند. در سال 1877 ميلادي وي دوباره بر روي اين مشكل كار كرد، اما اين دفعه كار را به همراه چارلزاج استون كه يك متخصص در ايجاد خلاء بود، شروع كرد. شواهد معتبري وجود دارد كه نشان مي دهد كه سوان يك نمونه از لامپ رشته اي خود را در فوريه سال 1878 ميلادي يعني شش ماه قبل از اديسون در انجمن سلطنتي نيوكاسل ارائه كرده بود.
 
بر طرف كردن عيب واقعي فيلامان فلزي در سال 1903 ميلادي امكان پذير شد. هنگامي كه ثابت شد كشيدن رشته هاي نازك تنگستن كه درجه حرارت ذوب بسيار بالاي 3270 درجه سلسيوس را دارند امكان پذير است. اين پيشرفت مديون دانشمندان اتريشي به نام هاي الكساندر جاست و فرانز هانامان است.
 
در حالي كه بازده نور 4 لومن در وات از لامپهاي داراي فيلامان تنگستن به سرعت جايگزين لامپهاي داراي فيلامان كربن شدند. به اين ترتيب اصلاح لامپ داراي فيلامان فلزي بوجود آمد.
 
تا آن زمان به منظور جلوگيري از اكسيد شدن فيلامان همواره هوا از محفظه شيشه اي خارج مي شد.
 
در سال 1912 ميلادي يك آمريكائي به نام اروينگ لانگموير كشف كرد كه مي تواند با پـر كردن لامپ با گاز از بخار شدن فيلامان جلوگيري كرد. در ابتدا از نيـتروژن خالص استفاده كردند، سپس مخلوطي از آرگون و نيتروژن مورد استفاده قرار گرفت. در اين نوع لامپ ها براي جبران گرماي از دسـت رفته در مقايسه با لامپ هاي تخليه، لانگموير فيلامان را به صورت مارپيچ درآورد.
 
رامسي در سال 1909 ميلادي اولين لامپهاي نئون را كه بر پايه همان اصول استوار بود ساخت. ولي كسي كه بعنوان مخترع لامپهاي نئوني پذيرفته شد يك فرد فرانسوي به نام ژرژ كلود بود، كه بطور همزمان دريافت كه نور قرمز لامپهاي نئوني براي تبليغات بسيار مناسب است. وي همچنين كشف كرد رنگ نور با اضافه كردن گازهاي ديگر تغيير مي كند.
 
در سال 1901 ميلادي يك آمريكائي به نام پيتركوپرهويت اولين لامپ كاربردي را با يك ركتيفاير ساخت كه امكان استفاده از جريان متناوب را نيز فراهم مي نمود.
 
معـايب اين لامپ ها نظير ايجاد اشعه ماوراء بنفـش به مقدار زياد و رنگ ضـعيف (آبي مايل به سـبز)
 
از جمله عواملي بودند كه باعث شدند استفاده از اولين لامپهاي تخليه الكتريكي بسيار محدود شود. در سال 1926 ميلادي سه دانشمندان آلماني به نام هاي اف مير، اچ، اسپنرواي جرمر توانستند در ولتاژ پائين بوسيله از قبل گرم كردن الكترودها جرقه لازم را ايجاد كنند و بطور همزمان اشعه ماوراء بنفش را نيز بوسيله پوشاندن لوله ها با يك پودر فلوروسنت به نور قابل رويت تبديل كنند.
 
به اين ترتيب، اولين لامپ فلوروسنت بر پايه اين يافته ها بوجود آمده بوسيله آندره كلود، پسر عموي ژرژ كلود، مخترع لامپهاي نئوني به ثبت رسيد. اولين لامپهاي فلوروسنت در اروپا در سال 1936 ميلادي بوسيله شركت اسرام توليد و به بازار عرضه كردند.
 
استفاده از سديم در مقاصد روشنائي زماني امكان پذير شد كه يك شيشه مقاوم نسبت به سديم اختراع شد. اين شيشه در سال 1930 ميلادي بوسيله يك آمريكائي به نام اي.اچ.كمبنون اختراع شد. در اوايل سال 1933 ميلادي ام،پيراني واي، لاكس اولين آزمايشها را با لامپهاي سديم كم فشار در آلمان انجام دادند.
 
بنابراين در مدت زمان كوتاهي لامپهاي كاربردي كه با جريان مستقيم (1 پ 931 ميلادي) و جريان متناوب (1933 ميلادي) كار مي كردند وارد بازار شدند.
 
در لامپهاي جيوه اي، تلاش شد با افزايش فشار بخار خصوصيات رنگ بهتري به دست آوريم. گرچه شيشه مناسب براي لامپهاي سديم كم فشار در دسترس بود. اين شيشه ها براي لامپهاي پرفشار مناسب نبودند زيرا افزايش فشار گاز قدرت تخريب كنندگي سديم را افزايش مي داد و باعث مي شد هر نوع شيشه اي كه موجود بود تخريب شود. در سال 1955 ميلادي كاهون و كريستنسن موفق شدند يك ماده شفاف مقاوم به سديم از جنس اكسيد آلومينيوم تلخيص شده بسازند كه آر.ال.كوبل آن را   در سال 1963 ميلادي در ساخت لامپهاي تخليه الكتريكي به كار برد.

اولين لامپهاي پرفشار سديم در سال 1964 ميلادي بوسيله دو آمريكائي به نام هاي لودن و اشميت توليد شدند. در سال 1965 ميلادي جنرال الكتريك شروع به ساخت لامپهاي 400 واتي نمود. كمي پس از آن توليد يك جرقه زن مناسب در BAG شروع شد و بنابراين راه را براي كاربرد وسيع و موفقيت بزرگ اين منبع نور باز كرد.