Entladungslampen

Entladungslampen sind Leuchtmittel, bei denen Stoffe im gasförmigen Aggregatszustand zum Leuchten angeregt werden. Die Gruppe der Entladungslampen lässt sich in Niederdruck- und Hochdrucklampen unterteilen. Die Leuchtmittel werden entsprechend des Füllstoffs und des Betriebsdrucks, welcher die Lichtstrahlung hervorruft, unterteilt. Im Allgemeinen werden Entladungslampen in Niederdrucklampen und Hochdrucklampen unterschieden. Während der Gasdruck in Niederdrucklampen weit unter einem bar liegt, arbeiten Hochdrucklampen mit einem Gasdruck von etwa 1 bar bis 20 bar. Bei einem Gasdruck von über 20 bar wird meist die Bezeichnung Höchstdrucklampen verwendet. Bei den aufgeführten Entladungslampen handelt es sich um eine Auswahl von Leuchtmitteln die in der Theater- und Veranstaltungstechnik zur Anwendung kommen.  Der Zielsetzung dieser Seiten entsprechenden werden Entladungslampen betrachtet, welche häufige für bühnentechnische Zwecke verwendet werden.

Bei Entladungslampen wird das in eine Glasröhre gefüllte Gas mittels zweier Elektroden zum Leuchten angeregt. Durch eine angelegte elektrische Spannung wechseln die Elektronen in den Gasatomen auf ein höheres Energieniveau. Beim Zurückfallen auf das ursprüngliche Energieniveau werden Photonen abgestrahlt. Dies wird als „spontane Emission“ bezeichnet.

Das Gasgemisch besteht in der Regel aus verschiedenen Gasen, Quecksilber, Natrium, Halogenverbindungen und den sog. seltenen Erden. Insgesamt werden über 40 Elemente in den unterschiedlichen Gasentladungslampen eingesetzt. Auch wenn jeder Hersteller dabei ein eigenes Gemisch mit entsprechend eigener Referenzbezeichnung verwendet, haben Gasentladungslampen ähnlichen Typs in den allermeisten Fällen die gleichen Eigenschaften.

Angeregt durch die elektrische Energie des Stromflusses strahlen die verschiedenen Elemente im Gasgemisch Licht in spezifischen Wellenlängenbereichen ab. Aufgrund dieser Eigenschaft entsteht kein kontinuierliches Spektrum, wie dies bspw. bei einer Glühlampe der Fall ist. Im Gegensatz zu den als Kontinuumstrahler bezeichneten Glühlampen und Halogenglühlampen spricht man bei den Entladungslampen von Linienstrahlern. Gasentladungslampen zählen, strahlen ein diskontinuierliches Spektrum ab, welches als Linienspektrum bezeichnet wird (Abb. 02). Zwar kann deren diskontinuierliches Spektrum durch die Zugabe weiterer Stoffe verbreitert werden, ein kontinuierliches Spektrum ist dabei allerdings nicht zu erreichen.

Der Betrieb von Entladungslampen ist nur mittels spezieller Vorschaltgeräte möglich. Bei den in der Theater- und Veranstaltungstechnik üblichen Scheinwerfern stellt das Vorschaltgerät zumeist eine separate Einheit dar, d. h. es ist nicht im Leuchtmittel integriert. Vorschaltgeräte dienen zum Einen der Erzeugung der notwendigen Zündspannung und zum Anderen der Strombegrenzung nach erfolgter Zündung.

Um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Elektroden in der Lampe herstellen zu können, muss die Gasfüllung im Glaszylinder der Entladungslampe ionisiert werden. Damit ein Überschlag zwischen den Elektroden entstehen kann, ist eine sehr hohe Spannung (Zündspannung) notwendig. In Abhängigkeit vom jeweiligen Lampentyp können zur Zündung Spannungsimpulse von einigen hundert Volt bis zu mehreren Kilovolt erforderlich sein.

Der Widerstand der Gasfüllung im Glaszylinder einer Entladungslampe sinkt beim Ansteigen des elektrischen Stroms. Damit der durch die Gasfüllung fließende Strom nicht immer größer wird, und die Lampe hierdurch schließlich zerstört wird, ist eine Strombegrenzung nötig. Die notwendige Strombegrenzung wird über eine Spule realisiert, welche auch als Ballast, Drossel oder (induktives) Vorschaltgerät bezeichnet wird. Das Vorschaltgerät wird in Reihe zur Lampe geschalten.

 

 

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