Verschiedene Lampentechniken

Eine künstliche Beleuchtung kann mit Hilfe elektrischer Energie nach zwei Prinzipien erzeugt werden: Beleuchtung durch Glühlampen und durch Leuchtstofflampen.

Bei der Beleuchtung durch Glühlampen wird Licht durch sehr hohe Temperaturen erzeugt. Das bekannteste Beispiel ist ein durch das Fließen eines elektrischen Stroms erhitzter und somit weißglühender Draht. Die gelieferte Energie wird durch den Joule-Effekt in Wärme und in einen Lichtstrom umgewandelt.

Bei der Beleuchtung mit Leuchtstofflampen wird eine sichtbare oder nahezu sichtbare Lichtstrahlung von einem Werkstoff abgegeben. Ein einer elektrischen Ent-ladung ausgesetztes Gas (oder Dämpfe) gibt Lichtstrahlung ab (Elektrolumineszenz von Gasen).

Da dieses Gas bei Normaltemperatur und -druck nichtleitend ist, wird die Entladung durch Erzeugung von geladenen Teilchen verursacht, die eine Ionisierung des Gases ermöglichen. Art, Druck und Temperatur des Gases bestimmen das Lichtspektrum. Photolumineszenz ist die Lumineszenz eines Werkstoffes, der sichtbarer oder nahezu sichtbarer Strahlung (Ultraviolett-, Infrarotstrahlung) ausgesetzt ist.

Nimmt die Substanz ultraviolette Strahlung auf und gibt sichtbare Strahlung ab, die kurz nach der Anregung wieder stoppt, spricht man von Fluoreszenz.

Glühlampe

Glühlampen sind historisch die ältesten und die im Allgemeinen am häufigsten ver-wendeten Lampen. Sie basieren auf dem Prinzip eines Drahtes, der unter Vakuum oder in neutraler Atmosphäre (zur Brandverhinderung) zum Glühen gebracht wird.

Es wird unterschieden zwischen:

• Standardkolben

Diese Kolben enthalten einen Wolframdraht und sind mit einem Schutzgas (Stickstoff und Argon oder Krypton) gefüllt.

• Halogenkolben

Diese Kolben enthalten ebenso einen Wolframdraht, sind jedoch mit einer Halogenverbindung und einem Schutzgas (Krypton oder Xenon) gefüllt. Durch diese Halogenverbindung ist eine höhere Drahttemperatur möglich und es wird dadurch eine größere Helligkeit in kleinen Kolben erzielt.

Der Hauptnachteil von Glühlampen ist, dass sie aufgrund ihres Wirkungsprinzips die elektrische Energie vorwiegend in Wärme umsetzen und nur ein geringer Anteil der Energie in Licht umgewandelt wird.

Leuchtstofflampen

Diese Gruppe beinhaltet röhrenförmige Leuchtstofflampen und Kompakt-Leuchtstofflampen. Die Technik dieser Lampen wird im Allgemeinen als „Niederdruck-Quecksilber-Technik” bezeichnet.

In röhrenförmigen Leuchtstofflampen kollidieren die Elektronen durch eine elektri-sche Entladung mit den Ionen des Quecksilberdampfes. Dies führt aufgrund der Anregung der Quecksilberatome zu einer ultravioletten Strahlung. Die fluoreszierende Beschichtung innerhalb der Lampen wandelt dann diese Strahlung in sichtbares Licht um.

Röhrenförmige Leuchtstofflampen geben weniger Wärme ab und haben eine längere Lebensdauer als Glühlampen, sie benötigen jedoch eine Zündeinrichtung (einen „Starter”) und eine Einrichtung zur Begrenzung des Stroms im Lichtbogen nach der Zündung. Diese Einrichtung wird als „Vorschaltgerät” bezeichnet und ist im Allgemeinen eine mit dem Lichtbogen in Reihe geschaltete Induktivität.

Kompakt-Leuchtstofflampen basieren auf dem gleichen Funktionsprinzip wie röhrenförmige Leuchtstofflampen. Die Starter- und Vorschaltgerätefunktionen werden durch ein (in die Lampe integriertes) elektronisches Vorschaltgerät gewährleistet, das die Verwendung von kleineren und in sich gefalteten Lampen ermöglicht.

Kompakt-Leuchtstofflampen (siehe Abb. N35 auf der vorhergehenden Seite) wurden zum Ersetzen von Glühlampen entwickelt: Sie bieten erhebliche Energieeinsparungen (15 W gegen 75 W bei gleicher Beleuchtungsstärke) und eine längere Lebensdauer.

Das Funktionsprinzip von „Induktionslampen” oder „Lampen ohne Elektroden” ba-siert auf der Ionisierung des Gases in der Lampe durch ein sehr hochfrequentes elektromagnetisches Feld (bis zu 1 GHz). Ihre Lebensdauer kann bis zu 100.000 Std. betragen.

Entladungslampen

(siehe Abb. N36)

Das Licht entsteht durch eine elektrische Entladung, die zwischen zwei Elektroden innerhalb eines Gases in einem Quartzkolben erzeugt wird. Daher benötigen diese Lampen ein Vorschaltgerät zur Begrenzung des Stroms im Lichtbogen. Es wurden einige Techniken für verschiedene Anwendungen entwickelt. Niederdruck-Natriumdampflampen besitzen die beste Lichtausbeute, dennoch ist die Farbwiedergabe aufgrund ihrer monochromatisch orangefarbenen Lichtstrahlung sehr schlecht. Hochdruck-Natriumdampflampen erzeugen weißes Licht mit orangefarbener Tönung.