1. Lichterzeugung 1 - Glühlampen, Halogenlampen, Leuchtstofflampen
Funktionsweisen und Stand der Technik der klassischen elektrischen Lichtquellen
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
3. Glühfadenlampen
Aufbau und Funktionsweise
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
1 Glaskolben
2 Fassung mit Kontakten
3 Gemisch aus Argon und Stickstoff
4 Zuleitungsdrähte
5 gewickelter Wolframdraht
6 Halterung Wolframdraht
- hoher Einschaltstrom (Kaltleiter) erhitzt den Wolframdraht schnell
- Temperatur steigt, Faden beginnt zu glühen
- Licht wird ausgestrahlt
- Nennstrom stellt sich ein
- Wolframdraht verdampft während des Betriebs und schlägt sich auf
der Innenseite des Glaskolben nieder
- langfristig führt das zum Durchbrennen des Fadens
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4. Halogenlampe
Aufbau und Funktionsweise
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
1 Quarzglaskolben (höherer Druck, kompaktere Bauform)
2 Steckkontakte
3 Füllgas + Halogene ( Brom )
4 Zuleitungsdrähte
5 gewickelter Wolframdraht
- hoher Einschaltstrom (Kaltleiter) erhitzt den Wolframdraht schnell
- Temperatur steigt, Faden beginnt zu glühen
- Licht wird ausgestrahlt
- Nennstrom stellt sich ein
- Wolframdraht verdampft während des Betriebs
- Wolframatome diffundieren, gehen mit den Halogeniden
Verbindungen ein
- Verbindungen brechen am heißen Draht wieder auf
- Wolframdraht regeneriert sich
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7. Leuchtstoffröhre
Aufbau
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
1 Entladungslampe mit Argongas, Quecksilberdampf
2 Entladungsgefäß aus Glas
3 Schäfte
4 Anschlusssockel
5 Elektrode (Anode)
6 Elektrode (Kathode)
7 Mehrschicht-Interferenz-Reflexionsfilter
Vorschaltgeräte:
- KVG
- EVG (Kaltstart / Warmstart)
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8. Leuchtstoffröhre
Funktionsweise
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
- durch die angelegte Spannung erwärmt sich der
Bimetallschalter des EVGs und schließt
- Heizwendeln der Elektroden werden erhitzt
- Elektronen werden ausgesendet
- Bimetallschalter kühlt sich ab und öffnet
- Spannung an der Drossel fällt ab
- Spannungsimpuls zündet die Gasfüllung
- Elektronen treffen auf die HG-Atome des Quecksilbergases
- entstehendes UV Licht wird vom Filter in weißes Licht umgewandelt
- Drossel begrenzt den Strom
9. Xenonlampe
Aufbau
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
1 Entladungslampe mit Xenongasfüllung, Metallhalogenide
2 Entladungsgefäß aus Quarzglas
3 Lampenschäfte
4 Anschlusssockel
5 Elektrode (Anode)
6 Elektrode (Kathode)
(7 Mehrschicht-Interferenz-Reflexionsfilter)
Vorschaltgeräte:
- EVG (Kaltstarter)
10. Xenonlampe
Funktionsweise
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
- das EVG erzeugt ein Hochspannungsimpuls
- erzeugter Funken ionisiert das Gas
- ein leitfähiger Tunnel entsteht zwischen den Elektroden
- der elektrische Widerstand fällt
- Strom kann fließen
- die dem Gas beigefügten Metallhalogenide verdampfen
- Dampfdruck und Lichtabgabe nehmen zu
- EVG erkennt den sinkenden Widerstand und stellt auf Nennstrom um
12. Glühlampen vs. Entladungslampen
Vor - und Nachteile
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
Glühbirne 60 W Halogenlampe 40 W Leuchstofflampe 14 W
Lichtmenge 700 lm 700 lm 700 lm
Lebensdauer bis 1000 std. bis 5000 std. bis 25000 std.
Anschaffungskosten ca. 0,8 € ca. 1,50 € ca. 6 €
Stromverbauch ca. 34 € ca. 22 € ca. 8 €
+ geringer Materialeinsatz
+ unproblematische Entsorgung
+ gut recyclebar
+ preisgünstig
+ Vollfarbspektrum
- sehr hoher Stromverbrauch
- geringe Lebensdauer
- max. 5% der Leistung wird als
Licht umgesetzt
+ geringer Materialeinsatz
+ preisgünstig
+ höhere Lichtausbeute
+ Vollfarbspektrum
+ kleinere Baugröße
+ längere Lebensdauer
- hoher Stromverbrauch
- geringe Lebensdauer
- max. 10% der Leistung wird
als Licht umgsetzt
+ geringer Stromverbrauch
+ lange Lebensdauer
+ hohe Lichtausbeute
- hohe Anschaffungs- /Produktions-
kosten
- schwer recyclebar
- Verwendung von giftigen Stoffen im
Lampengas und Vorschaltgeräten
- Flimmerlicht kann als störend wahr-
genommen werden