Glühlampe
Bei diesem Energiewandler, der Licht aus elektrischem Strom erzeugt, wird ein Metalldraht oder besser ein Metallfaden zum Glühen gebracht. Sie sind die älteste und noch verbreitetste Form der Lichterzeugung aus elektrischem Strom.
| Parameter | Wert [Einheit] |
|---|---|
| Wirkungsgrad, typ: | 1-3 % |
| Wirkungsgrad, Halogen: | 2-5 % |
| Lebensdauer, typ: | 1000--2000 Stunden |
| Leistungen: | 0.1 W ... 10000 W |
| Kosten: | 0.02 Euro/Watt |
Funktionsweise und Lichtqualität von Glühlampen
Das menschliche Auge ist auf Licht eingestellt, welches einem bei einer Temperatur von 6000 Grad Celsius glühenden Stoff entspricht: Dies ist die Oberflächentemperatur unserer Sonne, auf die unser Auge - wie auch die Augen vieler tagaktiver Säugetiere - optimal angepaßt wurde.
Bisher bekannte Werkstoffe können höchstenfalls Temperaturen von etwa 2000-2700 Grad Celsius widerstehen, beispielsweise die Metalle Wolfram oder Osmium. Glühlampen leuchten daher am stärksten im orangen Bereich, während die Lichtintensität zum blauen Teil des Spektrums stark abnimmt, relutierend in einem gelblich-weißen Licht. Der größte Anteil der Energie wird allerdings im infraroten Spektralbereich als Wärmestrahlung abgegeben, daher der geringe Wirkungsgrad normaler Glühlampen von 1-2%.
Der Glaskolben von Glühlampen ist evakuiert oder mit einem Edelgas gefüllt - an der (sauerstoffhaltigen) Luft würden die Metallfäden zu ihren Oxiden umgewandelt und damit zerstört.
Der Effekt, daß dennoch im Laufe des Betriebs einer Glühlampe einzelne Metallatome aus dem Glühfaden abgelöst werden und sich an dem Glaskolben niederlassen, führt zu lokalen Überhitzungen des Glühfadens, bei der Überschreitung einer kritischen Temperatur zu einem plötzlichen Aufschmelzen und Durchbrennens des Glühfadens an der dünnsten und damit heißesten Stelle.
Halogenlampen als optimierte Glühlampe
In Halogenlampen werden dem Edelgas Halogenverbindungen - Halogene sind zum Beispiel die Elemente Chlor, Brom, Jod - beigemischt: in einem Kreislauf werden Metallatome aus dem Glühfaden ausgelöst, schlagen sich an dem Glaskolben nieder, werden dort zu Metallhallogenverbindungen umgewandelt, die sich wieder von dem Glaskolben lösen. Wenn ein solches Metallhalogenid-Molekül in die Nähe des Glühfadens gelangt, wird es wieder aufgetrennt, das Metallatom wieder in den Glühfaden integriert, das Halogenatom steht dann wieder zur Verfügung. Die Lebensdauer kann dabei trotz der erhöhten Glühdrahttemperaturen im Vergleich zu normalen Glühlampen um den Faktor 1.5-2 erhöht werden, der Wirkungsgrad ist 20-30 Prozent höher, daß Spektrum etwas näher am Sonnenspektrum, also weniger gelblich.
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