נורת להט

נורת להט או נורת ליבון היא נורה חשמלית שעושה שימוש בתיל מתכתי שמחומם לטמפרטורה גבוהה מאוד כאשר עובר דרכו זרם וכתוצאה מכך מתלהט ומפיץ אור.

נורת ליבון

פיתוח

עקרון הפעולה של נורת הליבון הודגם לראשונה על ידי וורן דה לה רו בשנת 1840, כאשר חימם חוט להט עשוי פלטינה בתוך מכל 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 מכל זכוכית ובו ואקום, על מנת למנוע את שריפת חוט הלהט.

בשנת 1897 פיתח הכימאי הגרמני וחתן פרס נובל לכימיה ולטר נרנסט נורת להט בעלת חוט להט מחומר קרמי. נורה זו הייתה יעילה פי שניים והפיצה אור בהיר יותר מהנורה בעלת חוט להט מפחמן. חסרונה היה שחוט הלהט הוא מוליך חשמלי רק בטמפרטורות גבוהות, ובטמפרטורת החדר הוא מבודד, כך שהיה צורך לחממו באמצעות גוף חימום כדי שהוא יתחיל להוליך חשמל. יתרונה היה שחוט הלהט לא התחמצן במגע עם האוויר, כך שלא היה צורך לרוקן את מעטפת הזכוכית מאוויר וליצור ואקום. נורות נרנסט יוצרו באירופה על ידי חברת AEG ובארצות הברית על ידי ג'ורג' וסטינגהאוס יריבו של אדיסון, בחברת Nernst Lamp Company.

בשנת 1902 פיתחו ד"ר ורנר פון בולטון ואוטו פוירליין נורת להט עם חוט להט מטנטלום. נורה זו הייתה יעילה פי שניים מנורת להט עם חוט להט מפחמן והפיצה אור בהיר ולבן יותר.

בשנת 1905 פיתח ויליאם דייוויד קולידג' חוט להט עשוי טונגסטן. אירווינג לאנגמיור גילה כי מילוי השפופרת בגז אציל מאריך את חיי הנורה בצורה משמעותית - גז אציל אינו מגיב כימית עם חומרים אחרים, ובפרט הוא אינו מגיב עם חוט הלהט. לכן, החל משנת 1925 מולאו נורות הליבון בגז אינרטי (גז שאינו מגיב עם החוט), בדרך כלל ארגון או חנקן.

שריפת נורה

בזמן שבחוט הלהט עובר זרם חשמלי ומלהיט את החוט, מתנדפים אטומים של הטונגסטן עקב הטמפרטורה שלו (ומתעבים על פני הזכוכית). תהליך זה מקטין את העובי של חוט הלהט ומגדיל את ההתנגדות החשמלית שלו. עם חלוף הזמן, במקום שבו החוט דק יחסית, עקב ההתנגדות הגבוהה יותר, עולה יותר הטמפרטורה המקומית ואז קצב הנידוף המקומי גדל. בסופו של דבר החוט ניתך ומתנתק והנורה מסיימת בכך את חייה (בלשון העם "נורה שרופה"). הפעלת הנורה בתנוחת תלייה, כאשר הנורה אנכית ביחס לקרקע ובית הנורה נמצא מעליה, מאט את קצב תהליך שריפת הנורה באופן משמעותי^[1].

יעילות אורית

מכיוון שהקרינה הנפלטת מנורת ליבון היא בקירוב קרינת גוף שחור (שהטמפרטורה שלו היא בין 2,000 ל-3,000 קלווין), רובה הגדול היא באורכי גל שאינם נראים לעין. לכן היעילות האורית של נורת ליבון היא נמוכה מאוד, עד כדי 15-8 לומן לוואט. רק אחוזים בודדים מהאנרגיה החשמלית המושקעת בחימום חוט הלהט לטמפרטורה גבוהה הופכת לאור, ואילו שאר האנרגיה הופכת לחום. אורך חיי נורת ליבון הוא כ-1,000 שעות הדלקה. היעילות של נורות ליבון עולה ביחס ישר להספק.

ערכי יעילות אורית של נורת ליבון:

40 ואט - 415 לומן, כלומר 10.4 לומן לואט.
60 ואט - 710 לומן, כלומר 11.8 לומן לואט.
75 ואט - 940 לומן, כלומר 12.5 לומן לואט.
100 ואט - 1340 לומן, כלומר 13.4 לומן לואט.

מכאן שעדיף להשתמש בנורה אחת של 100W מאשר בשתיים סמוכות של 50W.

היעילות האורית המוצגת כאן היא ביחידות של לומן לוואט, אך לעיתים משתמשים גם בהגדרת נצילות חסרת יחידות. על פי ההגדרה חסרת היחידות, הנצילות מודדת את היחס בין האנרגיה השימושית לתאורה לכלל צריכת האנרגיה של הנורה (האחוזים הבודדים שהוזכרו כמאפיינים נורות להט).

איסור מכירה

בשל היות נורת הליבון אמצעי תאורה עם יעילות נמוכה, נאסרה במספר מדינות (כולל ישראל) מכירת נורות אלו. במספר מדינות אף נקבעו בחקיקה מועדים להפסקת הייצור של נורות ליבון (אוסטרליה לדוגמה).

החל מ-1 בינואר 2012 נאסרה בישראל מכירת נורות הלוגן או ליבון בעוצמה של מעל 60 ואט, שהדירוג האנרגטי שלהן נמוך מ-C. כמו כן, אסור לייצר אותן לשימוש בארץ או לייבא אותן. המהלך לווה בביקורת כיוון שנערך ללא דיון ציבורי וכלל החלטות שמשמעותן הייתה העלאת יוקר המחיה^[2]^[3].

ממשל ביידן יישם איסור גורף על ארצות הברית על שימוש בנורות ליבון, התקנות האוסרות על קמעונאים למכור נורות ליבון סוכמו על ידי משרד האנרגיה ב-2 באפריל 2022 ונכנסו לתוקף ב-1 באוגוסט 2023.^[4]

קונספירציית הנורה החשמלית (סרט)

בסרט תיעודי שנקרא "קונספירציית הנורה החשמלית" נטען, כי החלטה משותפת של יצרני הנורות החשמליות הביאה ל"השבתה מתוכננת" של הנורה תוך זמן שימוש קבוע שקצר בהרבה מזה שיכול היה להיות לה על פי הטכנולוגיה הקיימת, כדי לכפות על הצרכן לרכוש נורות חדשות תוך פרקי זמן קצרים יחסית. בסרט נטען, כי הנורה המודרנית מיועדת לפעול כ-1,000 שעות אולם כבר הנורה החשמלית הראשונה של אדיסון בסוף המאה ה-19 פעלה זמן ממושך יותר, 1,500 שעות ברציפות, ואילו מאוחר יותר פעלו נורות במשך כ-2,500 שעות. לפי הסרט, בשנת 1924 הוקם בז'נבה קרטל של התאגידים הגדולים בעולם המייצרים נורות, שאחת מהחלטותיו הראשונות הייתה זמן הפעולה של 1,000 שעות עבור נורה חשמלית פשוטה^[5]. כדוגמה ל"השבתה מתוכננת", מוזכרת נורת ליבון מסוימת שכינוייה "נורת המאה" (אנ'), שכבר דולקת באופן כמעט רציף לפחות 120 שנים, בתחנת הכיבוי בעיר ליוורמור שבקליפורניה.

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 ולעיתים רחוקות, כלור. הוספת ההלוגן גורמת לתגובות כימיות עם הטונגסטן המתנדף ומחזירה אותו לחוט הלהט. בועת הזכוכית עשויה קוורץ (או זכוכית אלומינו-סיליקט בדגמים הזולים וכן בנורות הלוגן אמריקאיות) אשר אינו מתרכך בטמפרטורה הגבוהה שיוצר חוט הלהט בנורה זו. האור שלה לבן יותר מזה של נורת הליבון הרגילה (שיא הספקטרום שלה קרוב יותר לתחום הנראה ופחות אנרגיה משתחררת בתחום התת-אדום שהוא בלתי נראה) ולכן יש בה שיפור בנצילות לעומת נורת הליבון, 22-33 לומן לוואט, וכן אורך החיים שלה כפול. חסרונות של נורה זו: מחירה היקר, רגישותה למגע יד אדם היוצר כתמים קבועים במעטפת המנורה (יש להרכיבה ללא נגיעה ישירה בה) המקצרים את חייה ומגדילים את הסיכויים שלה להתפוצץ (כאשר נוגעים במעטפת הקוורץ של הנורה באצבעות חשופות, אנו משאירים טביעות אצבעות על המעטפת, טביעות אלו הן למעשה שומן אורגני. נורת ההלוגן מתחממת תוך כדי פעולתה [לטמפ' של עד 600 מעלות צלזיוס], וכתמי טביעות האצבעות שלנו מתחממים אף מעבר לכך, דבר היוצר הפרשי טמפרטורה נקודתיים במעטפת הנורה. הפרשים אלו עלולים לגרום לסדיקת מעטפת הקוורץ של הנורה ולקריסתה), הטמפרטורה הגבוהה שלה (כ־600 מעלות) דבר שעלול לגרום לדליקות, ונפיצותה בהספקים גבוהים שבזבזניים בצריכת חשמל, שרובו לא מנוצל לתאורה (לדוגמה: גוף תאורה המופנה לתקרה עם נורת הלוגן של 300W בסלון, יפיק פחות אור מאשר נורת ליבון רגילה חשופה של 100W).