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Die klassische Glühbirne

EIN die Glühbirne ist ein Lichtquelle wo in a sauerstoffarmBrille Glühbirne eins Filament durch eine elektrischer Strom von a Spannungsquelle wird erhitzt, um Licht zu emittieren. Das Filament besteht aus dem ÜbergangsmetallWolfram die eine sehr hohe Schmelztemperatur hat.

Die Glühlampe ist seit langem die übliche Lichtquelle, aber seit 2013 ist sie in der Europäische Union importiert oder produziert für Heim-Garten-und-Küche-Beleuchtungszwecke, aufgrund der niedrigen Effizienz im Vergleich zu modernen Lichtquellen wie dem LED-Lampe.

Technik

Ein der Außenluft ausgesetzter Glühfaden brennt sofort durch.

Die elektrische Widerstand des Filament abhängig von Dicke, Länge und Typ Material. Dieser Widerstand ist so gewählt, dass bei der empfohlenen Feuerspannung das beste Verhältnis zwischen Lichtleistung und Lebensdauer wird erreicht. Der elektrische Widerstand des Wolfram Filament ist im kalten Zustand 15x niedriger als im heißen Zustand. Das Einschalten einer Glühbirne wird daher von einem kurzzeitigen Stromspitze, wodurch das Filament aufgrund der magnetische Induktion. Daher endet die Lebensdauer vieler Glühbirnen genau im Moment des Einschaltens.

Der Glühfaden wird durch einen Glaskolben vor dem Verbrennen geschützt, in dem kein oder nur sehr wenig Sauerstoff ist anwesend. Wenn Sauerstoff aus dem Himmel das Filament durch Beschädigung des Ballons erreichen kann, brennt es innerhalb einer Sekunde nach dem Einschalten. Die ersten Glühbirnen waren Vakuum hergestellt, aber im frühen zwanzigsten Jahrhundert wurde entdeckt, dass Lampen mit Argon geben ein helleres Licht und halten länger. Dennoch dauerte es viele Jahrzehnte, bis die Argonlampen die Vakuumlampen verdrängten. Im Vergleich zu gasgefüllten Lampen haben Vakuumlampen einen größeren Kolbendurchmesser und dickeres Glas. Das Glas eines gasgefüllten Lampe hat eine Dicke von wenigen Zehntel Millimetern.

Auch bei einer Glühlampe mit unbeschädigtem Ballon verdampft das Material der Wendel durch die Erwärmung ganz allmählich und lagert sich an der Innenseite des Glasballons ab, der dadurch dunkler wird. Das Befüllen des Ballons mit Gas reduziert diesen Vorgang. Das Vorhandensein von Spuren von Wasserdampf beschleunigt den Prozess sogar.

Geschichte und Erfindung

"US-Patent #223898"; Zeichnung von Edison

Die Erfindung der Glühlampe ist nicht einer Person zuzuschreiben, sondern ist ein Prozess vieler, die zur Entwicklung eines praktikablen Mittels zur Lichterzeugung mit Elektrizität beigetragen haben. Thomas Edison ist der bekannteste, der die Glühlampe perfektioniert und vor allem kommerzialisiert hat. Das bereits vorhandene Kohlebogenlampe war trotz des hellen weißen Lichts nicht praktisch genug. Im 1801 experimentiert Humphry Davy schon mit einem glühenden Platindraht, der aber sofort brannte. Neben Edison sind es auch die Russen Alexander Lodygin (1872) und vor allem der Engländer Joseph Schwan (1878) gilt als Erfinder der Glühbirne.

Am 24. Juli 1874 wurde Henry Woodward und Mathew Evans in Kanada ein Patent für eine Lampe erteilt, die aus Kohlenstoffstäben bestand, die in einem mit Stickstoff gefüllten Glaszylinder montiert waren. Sie konnten dieses Konzept jedoch nicht kommerzialisieren und verkauften das Patent 1879 an Thomas Edison.

Die Lichtleistung der ersten Kohlefadenlampen war so gering, dass insbesondere deutsche Wissenschaftler nach besseren Glühfäden suchten. So gebraucht Carl Auer von Welsbach Filamente von Osmium (1902), während Otto Feuerlein und Werner von BoltonTantal angewendet. Allerdings war es der Amerikaner William David Coolidge der es 1910 geschafft hat, Filamente aus gezogenem . herzustellen Wolfram, das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt.

Eine weit verbreitete Geschichte ist das Heinrich Göbel von Deutschland schon drin 1854 wäre es gelungen, die erste wirklich funktionierende Glühbirne herzustellen,^[1] bestehend aus einer karbonisierten Bambusfaser in einer vakuumversiegelten Kölnisch Wasserflasche. Untersuchungen aus dem Jahr 2007 haben jedoch gezeigt, dass diese Geschichte mehr als wahrscheinlich eine Legende ist.

Die Glühlampe hat sich nicht nur als solche bewährt, sondern stand auch an der Wiege anderer wichtiger Erfindungen. So floss die Entdeckung der Kunstfaser teilweise aus der Forschung an Kohlefadenlampen. Später waren es Glühbirnenhersteller, die dem Prinzip des Lieferwagens folgten Elektronenröhre entdeckt, die die Entwicklung der Elektronik einleitete.

Strahlungstemperatur vs. Filamenttemperatur

Wolfram hat eine Schmelztemperatur von 3694 K, verliert aber bereits bei 2170 K an Festigkeit. Die Strahlungstemperatur (die Scheintemperatur) von Halogenlampen beträgt jedoch 3200 K. Dieser Unterschied lässt sich durch die Farbe erklären, die das Wolfram bei hohen Temperaturen annimmt, die blauer wird, wenn Wolfram heißer wird. Dies verschiebt das Lichtspektrum des Filaments in Richtung Blau und erzeugt eine weißere Farbe. Das Ergebnis ist eine Strahlungstemperatur, die höher ist als die tatsächliche Filamenttemperatur, nämlich: 3200 K vs. 2170K.

Effizienz

Eine zu hohe Temperatur verkürzt die Lebensdauer des Filaments

Die Glühlampe ist auch bekannt für ihren niedrigen Effizienz. Die Effizienz ist das nutzbare (sichtbare) Licht, das die Lampe pro Energiemenge erzeugt, die Sie in sie einbringen. Der Wirkungsgrad einer gewöhnlichen Glühlampe liegt zwischen 5 und 10 %, dh bei einer 100W-Lampe werden nur 5 bis maximal 10 Watt in sichtbares Licht umgewandelt. Der Rest geht in Form von unsichtbaren verloren lost Wärme, insbesondere Strahlungswärme (Infrarot 'Licht'). Hängt jedoch eine Glühbirne in einem beheizten Raum, ist diese Hitze nicht bedeutungslos. Bei einer Glühlampe hängt die Effizienz direkt von der Temperatur des Glühfadens ab: ist sie höher, verschiebt sich das gesamte Spektrum nach oben: das Licht wird weißer; relativ weniger Infrarot wird emittiert und mehr sichtbares Licht. Allerdings: Eine höhere Temperatur verkürzt die Lebensdauer der Wendel, also der Lampe, und das ist natürlich auch nachteilig. Für eine normale Glühbirne ist der beste Kompromiss eine Strahlungstemperatur von ca. 2500 Grad ca Celsius (2800 Kelvin) beibehalten, was eine Lebensdauer von ca. 1000 Stunden ergibt.

Mit einer Niedervolt-Halogenlampe wird eine Strahlungstemperatur von ca. 2900 °C (3200 K) eingehalten. Das bedeutet eine viel höhere Rendite: ca. 15 bis 20 %. Die neuesten Lampen mit HIR-Technologie kommen auf rund 30 %. Im Vergleich: der Wirkungsgrad von a Energiesparlampe beträgt ca. 40%, von a Leuchtstoffröhre 65%. So dass es Stromverbrauch fällt ab, wenn eine klassische Glühbirne durch eine ersetzt wird Halogenlampe, Leuchtstoffröhre oder Energiesparlampe die gleiche Menge Licht gibt.

Glühbirne verboten

Am 17. Februar 2009 wurde die Europäische Union Einigung über das Verbot des Inverkehrbringens von Glühbirnen erzielt. Dies bedeutet, dass die in diesem Artikel beschriebene Standardglühbirne nach 2012 nicht mehr für die Beleuchtung von Haus, Garten und Küche importiert oder hergestellt werden konnte. Da Ladenbesitzer ihre Lagerbestände verkaufen durften, haben sie sehr große Lagerbestände aufgebaut und Glühbirnen stehen noch immer zum Verkauf.

Natürlich wird es immer spezielle Anwendungen geben, bei denen die erzeugte Wärme (die jetzt als Verlust angesehen wird) tatsächlich benötigt wird. Denken Sie an die Bewerbung in Terrarien oder in Lavalampen.

Die Einfuhr und Produktion der meisten Arten von Halogenbeleuchtungen war bis 2016 erlaubt. Danach wird die normale Verbraucherverwendung durch die Einführung erhöhter Verbrauchsteuern entmutigt. Allerdings wird man die Halogenlampe erst dann komplett eliminieren können, wenn eine vergleichbar gute Alternative gefunden wird Farbwiedergabeindex. Glühlampenlicht ist die einzige Form der Beleuchtung, die eine kontinuierliche Spektrum das ist notwendig für alles, was farbecht hervorgehoben werden soll, wie Fotografie und Film, Schaufenster, Museen, Ateliers, Modenschauen usw. Auch Menschen mit bestimmten Augenerkrankungen (oft mit Lichtscheu) verwenden zu Hause Glüh- oder Halogenlampen. Sie können das Licht anderer Lampen wie LED- und Energiesparlampen nicht vertragen. Es verursacht Kopfschmerzen und ihr Sehvermögen verschlechtert sich vorübergehend.

Dennoch werden die Maßnahmen einen wichtigen ökologischen Unterschied machen. Es wurde berechnet, dass das CO₂-Emissionen um 15 Millionen Tonnen pro Jahr. Es wird Europa letztendlich mehr als 40 Milliarden Kilowattstunden Energie pro Jahr einsparen. Das ist vergleichbar mit dem Gesamtstromverbrauch von 10 Millionen Haushalten.

Halogenlampe

sehen Halogenlampe für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Eine Glühlampe mit einem viel höheren Wirkungsgrad als die klassische Glühlampe ist die Halogenlampe. In diesem Fall wird der Verdampfung des Filaments entgegengewirkt, indem der Ballon mit einem inerten Gas unter hohem Druck gefüllt wird. Um diesem Druck standzuhalten, hat die Lampe einen viel kleineren Ballon. Dadurch wird das Glas deutlich heißer (ca. 250 Grad) und dafür wird ein spezielles hitzebeständiges Glas verwendet. Ohne andere Maßnahmen würde die kleine Glühbirne durch Ablagerungen von verdampften Glühfadenatomen viel früher schwarz werden. Dagegen eine kleine Menge Halogen (beispielsweise Jod), das durch die Hitze gasförmig wird. Das Halogen verbindet sich mit dem verdampften Material des Glühfadens in den kälteren Teilen der Lampe. Diese gasförmige Verbindung zerfällt wieder in Halogen und Metall, wenn sie sich dem sehr heißen Glühfaden nähert; das Metall schlägt sich wieder auf dem Filament nieder und verlängert dessen Lebensdauer. Inertgas und Halogengas zusammen verlängern die Lebensdauer so stark, dass die Lampe meist bei einer höheren Betriebstemperatur betrieben wird. Dadurch ist das Licht etwas weißer als bei einer normalen Glühlampe, vor allem aber ist die Effizienz deutlich höher.

Das Niedervolt-Halogenlampe kombiniert die oben genannten Vorteile mit einem dritten Prinzip: Bei niedrigerer Spannung (normalerweise 12 V) ist der Glühfaden (bei konstanter Leistung) viel dicker als bei einer 230 V-Lampe und hält natürlich länger. Die Niedervolt-Halogenlampe wird daher bei einer noch höheren Betriebstemperatur eingesetzt; das Licht ist etwas weißer und die Effizienz etwas besser. Ein wichtiger Vorteil dieses Lampentyps ist, dass er so klein ist; Das Licht lässt sich leicht bündeln. Typen mit eingebautem (effizienten) Reflektor sind weit verbreitet. Sie eignen sich gut als Leselampe oder Akzentbeleuchtung.

HIR

Lichtstrom	Stromverbrauchsvergleich[Quelle?]
	LED-Lampe	Energiesparlampe	die Glühbirne	Halogenlampe
50 lm	1 W		7 W
100 lm	1,2 W		15 W
150 lm				18 W
200 lm	2 W	5 W	25 W
300 lm	3 W			28 Watt
400 lm	4 W	8 W	40 W
500 lm	5,5 W
600 lm	6 W	11 Watt		42 W
700 lm		13 W	60 W
800 lm		15 W
850 lm				52 W
900 lm	8 W	16 W	75 W
1000 lm	11 Watt
1100 lm		18 W
1300 lm		22 Watt	100W	70 W
1500 lm	18 W	25 W
1800 lm	20 W	28 Watt
1900 lm				105 W
2100 lm		33 W	150W

Im 2003 die ersten Halogenlampen mit HIR-Technologie (Halogen Infra Red) kamen auf den Markt. Es handelt sich immer um Niedervoltlampen mit eingebautem Reflektor. Der Reflektor reflektiert die Infrarot-Wärmestrahlung zurück zum Glühfaden und trägt so dazu bei, die Temperatur des Drahtes hoch zu halten; die Wärmestrahlung wird sozusagen "wiederverwendet". Der Wirkungsgrad dieses Typs ist daher deutlich höher (bis ca. 40lm/W)

Produktion

Glühbirnenfabrik in den Niederlanden

Das RusslandAchilles de Khotinsky begann am 24. Dezember1883 im Rotterdam die erste Glühbirnenfabrik in den Niederlanden; N.V. Elektrizitätsgesellschaft, System 'de Khotinsky'. Neben der Herstellung von Glühbirnen wollte das Rotterdamer Unternehmen auch an ein Stromnetz angeschlossen werden. Zwei Angestellte dieser Firma, Roothaan und Alewijnse, später Nimwegen eine eigene Glühbirnenfabrik gründen. Ein paar Jahre später, in 1887, begann Johan Baudouinse das Firma Johan Boudewijnse zu Middelburg und in 1889 gerichtet Frederic R. Pope im Venlo die Glühbirnenfabrik Goossens, Papst & Co auf.

Nach dem Gerard Philips der Wintergarten von Hotel Krasnapolsky er war so fasziniert von der Glühbirne, dass er beschloss, mit der Produktion von Glühbirnen zu beginnen. Diese Idee führte zur Gründung einer Glühbirnenfabrik in Eindhoven im 1891. EIN Fabrik die sich schließlich zu einem multinationalen Royal Philips Elektronik.

Auch danach wurden in den Niederlanden Glühbirnenfabriken gegründet, wie zum Beispiel Metalldraht Glühbirne Fabrik Volt im 1909 zu Tilburg. Dies wurde später nach und nach von Philips übernommen, ebenso wie Pope. Dann wurde in 1919 noch Pracht gegründet in Nimwegen. Auch diese Fabrik geriet unter den Einfluss von Philips.

Eigenschaften

Anschlussfüße

40W Glühlampen mit Standard E10, E14 und E27 Edison-Gewinde

Gängige Fitting-Typen:

B (Bajonett)

B22 Bajonett

B15 Kleines Bajonett

B22R Kompakt

E Edison-Thread

E40 Goliath-Gewinde Edison

E27R Kompakter Edison

E27 Gewinde Edison ("große Passform", häufig in Haushalten)

E14 Kleiner Faden Edison ("kleine Passform", in kleinen Tischlampen usw.)

E12 Nähmaschinenbeleuchtung, Kühlschränke

E10 Dwarf Edison (z.B. in Fahrradbeleuchtung)

E5.5 Miniatur, Puppenhausbeleuchtung und Modellbau

S Steckfitting

Es gibt auch röhrenförmige Glühbirnen mit speziellen Steckfassungen. Sie sind in 35 W (30 cm), 60 W (50 cm) und 100 W (100 cm) unter den Markennamen erhältlich Linienstraße (Osram), philinea (Philips) und ralina (Radium). Diese Glühbirnen sind sehr energieverbrauchend und haben die höchste Energielabel G, höher als eine gewöhnliche Glühlampe, die normalerweise ein E-Energielabel hat.

S14D Einfach-Steckfitting

S14S Doppelsteckverbindung

Spektrum

Da eine Glühlampe durch Erhitzen Licht erzeugt, erzeugt eine Glühlampe im Allgemeinen ein LichtSpektrum einen Akzent im roten Bereich haben. Dadurch erscheint das Licht einer Glühlampe gelblich. Die meiste Energie steckt im Infrarot Fläche (Wärme) abgestrahlt, was dafür sorgt, dass der Wirkungsgrad sehr gering ist.

Da Licht über das gesamte Spektrum emittiert wird, Farbwiedergabe einer Glühlampe ist einzigartig hoch und diese Lampe eignet sich sehr gut für Arbeiten, bei denen es auf eine extrem hohe Farbwiedergabe ankommt.

Da eine gelbliche Farbe nicht immer erwünscht ist, werden Farbfilter vor der Lampe platziert. Das passiert oft im Theater, wo die Techniker B. durch Verwendung von Korrekturfiltern, um Tageslicht nachzuahmen. Diese Filter blockieren dann das gelbe Licht und lassen viel Blau durch. Es gibt auch sogenannte Tageslichtlampen werden häufig verwendet, um Pflanzen in Innenräumen zu beleuchten.

Wissenswertes

Glühbirne brennt seit 1901

• Die am längsten brennende Glühbirne der Welt hängt in einem Feuerwehr im Lebermehr (Vereinigte Staaten). Es brennt mit einer kleinen Unterbrechung seit 1901, als es in das neue Werk umzog und mit einem eigenen Strom von 120 . betrieben wird Volt.^[2]
• Die Glühbirne geht an Comics wenn Symbol verwendet, um anzuzeigen, dass jemand ein "kleines Licht" hat.
• Im Donald Duck ist Licht eine bekannte Zeichentrickfigur: eine kleine Lampe mit Armen und Beinen, der Helfer von Willie Karotte, der bekannte Erfinder in Entenhausen.
• Eine Glühbirne wird auch genannt Birne wegen seiner Form benannt. Auf Deutsch (Birne) ist dies noch häufiger als im Niederländischen.
• Zu Beginn des Glühlampenzeitalters zwischen 1905 und 1915 war elektrisches Licht viel teurer als Gaslicht. Um zu zeigen, dass man sich elektrisches Licht leisten konnte, wurden die Glühlampen deshalb offen gezeigt. In dem Hotel des Indes in Den Haag ist dies noch deutlich sichtbar.
• 1882 wurde der Wintergarten des Hotels Krasnapolsky in Amsterdam als eines der ersten Gebäude in den Niederlanden mit elektrischem Glühlicht ausgestattet.

Siehe auch

• Feuerfenster
• Energiesparlampe
• LED-Lampe

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