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Lichterzeugung 1 - Glühlampen, Halogenlampen, Leuchtstofflampen
Funktionsweisen und Stand der Technik der klassischen elektrischen Lichtquellen
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
Glühlampen
Glühfadenlampen, Halogenlampen
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
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
1
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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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Glühlampen
verschiedene Ausführungen und Einsatzgebiete
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
Entladungslampen
Leuchtstoffröhre, Energiesparlampe, Xenonlampe
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
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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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
Xenonlampe
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1 Entladungslampe mit Xenongasfüllung, Metallhalogenide
2 Entladungsgefäß aus Quarzglas
3 Lampenschäfte
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5 Elektrode (Anode)
6 Elektrode (Kathode)
(7 Mehrschicht-Interferenz-Reflexionsfilter)
Vorschaltgeräte:
- EVG (Kaltstarter)
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
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- die dem Gas beigefügten Metallhalogenide verdampfen
- Dampfdruck und Lichtabgabe nehmen zu
- EVG erkennt den sinkenden Widerstand und stellt auf Nennstrom um
Entladungslampen
Ausführungen und Einsatzgebiete
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
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 €
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+ preisgünstig
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- hoher Stromverbrauch
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als Licht umgsetzt
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+ hohe Lichtausbeute
- hohe Anschaffungs- /Produktions-
kosten
- schwer recyclebar
- Verwendung von giftigen Stoffen im
Lampengas und Vorschaltgeräten
- Flimmerlicht kann als störend wahr-
genommen werden
Quellennachweis
Bildnachweis
Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
http://dellekom.de/info/energiesparlampen-faq
http://www.handelsring.de/geschichte-der-gluehlampe.php
http://www.wissen.de/lexikon/gluehlampe
http://www.helles-koepfchen.de/erfinder_der_gluehbirne.html
http://www.dena.de/fileadmin/user_upload/Publikationen/Stromnutzung/Dokumente/Licht_UE1Zusatz.pdf
http://www.gluehbirne.ist.org/vergleich.php
http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Licht/
http://www.tigergate.de/xenon-licht-faq/xenon-licht-faq.html
http://www.newport.com/DC-Kurzbogenlampen/373130/1031/info.aspx
http://www.google.com/patents/EP0706201B1?cl=de
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  • 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 1 2 3 4 5 6
  • 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 1 2 3 4 5
  • 5. Glühlampen verschiedene Ausführungen und Einsatzgebiete Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht
  • 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) 2 7 3 3 6 5 1
  • 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
  • 13. Quellennachweis Bildnachweis Jakob Müller 3. Sem. Projekt: Licht http://dellekom.de/info/energiesparlampen-faq http://www.handelsring.de/geschichte-der-gluehlampe.php http://www.wissen.de/lexikon/gluehlampe http://www.helles-koepfchen.de/erfinder_der_gluehbirne.html http://www.dena.de/fileadmin/user_upload/Publikationen/Stromnutzung/Dokumente/Licht_UE1Zusatz.pdf http://www.gluehbirne.ist.org/vergleich.php http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Licht/ http://www.tigergate.de/xenon-licht-faq/xenon-licht-faq.html http://www.newport.com/DC-Kurzbogenlampen/373130/1031/info.aspx http://www.google.com/patents/EP0706201B1?cl=de http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/leuchtstoffroehre/leuchtstoffroehre.htm http://www.leds-com.de/media/Shop/lc-ss-478_rz_01_1000.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Gluehlampe_01_KMJ.jpg http://www.conrad.de/medias/global/ce/5000_5999/5700/5710/5716/571600_BB_00_FB.EPS_1000.jpg http://www.atu.de/extern/gfx/artikel/PS0_/PS0159_L.jpg http://g03.a.alicdn.com/kf/HTB1ISLIHVXXXXc0XpXXq6xXFXXXH/Incandescent-font-b-Bulbs-b-font-Edison-Lamp-Xmas-Tree-Style-font-b-Tungsten-b-font.jpg http://www.dekoratives-licht.de/grothe/Halogenlampe.jpg http://elting.de/bilder/produkte/gross/Philips-Niedervolt-Halogen-Reflektorlampe-Accentline-mit-GU53-Sockel-Niedervolt-Halogenlampen-mit-50-mmKaltlichtspiegel-Reflek- tor-und-GU53-Sockel_3.jpg http://i.ebayimg.com/00/%24(KGrHqJHJB!FGnKB5Fr,BRyC1nJ2w!~~_32.JPG http://lightshop.at/media/images/org/49506.jpg http://www.stromvergleich.org/wp-content/uploads/2011/10/energiesparlampe.jpg http://www.interlockmed.com/media/catalog/product/cache/1/image/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/0/9/09988_1.jpg http://www.conrad.de/medias/global/ce/5000_5999/5400/5420/5424/542406_BB_00_FB.EPS_1000.jpg http://www.conrad.de/medias/global/ce/5000_5999/5400/5420/5424/542421_BB_00_FB.EPS_1000.jpg http://ecx.images-amazon.com/images/I/61MIVKEDfzL._SL1121_.jpg https://www.conrad.at/medias/global/ce/3000_3999/3600/3610/3611/361135_BB_00_FB.EPS_1000.jpg