Glühlampe

Bei einer klassischen Glühlampe wird ein dünner Wolframfaden im Inneren eines Glaskolbens mittels elektrischen Stroms zum Glühen angeregt. Dabei gewinnen die Elektronen in den Wolframatomen an Energie und wechseln auf ein höheres Energieniveau. Sobald die Atome auf ihr vorheriges Level zurückfallen, emittieren diese Photonen. Die bei diesem Vorgang abgestrahlten Lichtquanten umfassen auch elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Frequenzbereich.

Gluehlampe_BeschriftungPrinzipiell strahlt der Faden umso stärker, je höher dessen Temperatur ist. Die Lichtausbeute und die Farbtemperatur sind somit direkt vom elektrischen Strom abhängig. Je höher die Temperatur des Wolframfadens ist, umso mehr Licht wird durch diesen abgestrahlt und desto höher ist die Farbtemperatur des emittierten Lichts. Allerdings verkürzt sich die Lebensdauer bei erhöhter Energiezuführ merklich. Außerdem ist der Schmelpunkt des Wolframfadens zu beachten. Durch den bei 3658 K (ca. 3400°C) liegenden Schmelzpunkt ist dem resultierenden Helligkeitseindruck eine obere Grenze gesetzt. Im Betrieb wird die Glühwendel durch den elektrischen Strom auf Weißglut erhitzt, was eine Temperatur von mindestens 2800° C bedeutet.

Im Umkehrschluss gilt, dass eine Reduzierung der Energiezufuhr die abgestrahlte Lichtmenge reduziert, die Lebensdauer der Lampe allerdings steigt. Die durchschnittliche mittlere Lebensdauer einer Glühlampe wird häufig mit ca. 1000 Betriebsstunden angegeben. Der Glaskolben des Leuchtmittels verdunkelt sich mit zunehmender Betriebsdauer. Ursächlich ist das beim Erhitzen der Wendel verdampfende Wolfram, welches sich auf der Innenseite der Kolbenwand niederschlägt und zur typischen Kolbenschwärzung führt. Um die Helligkeitsreduktion durch die Kolbenschwärzung möglichst klein zu halten, haben Glühlampen einen relativ großen Glaskolben. Die Anzahl der abgelagerten Wolframmoleküle pro Flächeneinheit kann dadurch einigermaßen gering gehalten werden.

Glühlampen haben einen überaus geringen Wirkungsgrad. Nahezu 95 % der von einer Glühlampe aufgenommenen Leistung wird in Wärmeenergie umgewandelt. Die eigentlich vom Anwender gewünschte Energieumwandlung in sichtbares Licht betrifft nur ungefähr 5 % der insgesamt zugeführten elektrischen Energie. Die Lichtausbeute beträgt typischerweise 12 lm/W.

Da die Glühlampe einen rein ohmschen Verbraucher darstellt, entsteht keine Blindleistung und keine Phasenverschiebung zwischen Strom- und Spannungsverlauf. Eine Helligkeitsregelung ist mittels handelsüblicher Dimmereinrichtungen möglich. Das Lichtspektrum bleibt während der Helligkeitsregelung kontinuierlich. Im Gegensatz zu Entladungslampen, welche ein diskontinuierliches Linienspektrum aufweisen, zeichnen sich Glühlampen durch ein kontinuierliches Spektrum aus. Unabhängig davon ist die Farbtemperatur. Diese sinkt augenscheinlich, sobald das Leuchtmittel gedimmt wird.

Traditionellen Haushaltsglühlampen ist meist ein Argon-Stickstoff-Gemisch beigefügt. Dieses soll Oxidations- und Verdampfungseffekte minimieren. Bei Glühlampen in der Theater- und Veranstaltungstechnik handelt es sich zumeist um Halogenverbindungen im Inneren des Glaskolbens (Halogen-Glühlampe).

Regelung zur Energieeffizienz durch die EU-Ökodesign-Richtlinie

Aufgrund der Ökodesign-Richtlinie dürfen bestimmte Lampen nicht mehr produziert bzw., jeweils ab festgelegten Stichtagen, nicht mehr verkauft werden (z.B. dürfen seit Sept. 2009 keine 100 W Glühlampen mehr in den Handel). Ursächlich ist der überaus schlechte Wirkungsgrad klassischer Haushaltsglühlampen. Die EU-Richtline stellt kein „Glühlampenverbot“ dar. Allerdings erlaubt die Vorgabe nur noch den Verkauf von Lampen, welche vorgegebene Energieeffzienzklassen erreichen. Tatsächlich umfasst die Beschränkung gemäß der EU-Richtlinie bereits auch 75, 60 und 25 Watt Glühlampen. Die vorhandenen Bestände dürfen durch den Handel jedoch weiter verkauft werden.

Energieeffizienzklassen


Ab September 2016 müssen alle Glühlampen und Halogen-Glühlampen mindestens der Energieeffizienzklasse B entsprechen. Leuchtmittel für die Veranstaltungstechnik, wie bspw. Bühnen- und Studiolampen, Lampen für die Theaterbeleuchtung oder Projektionslampen sind vom „EU-Verbot“ nicht betroffen.

Die Energieeffzienzklasse eines Leuchtmittels muss der Hersteller auf der Produktverpackung angeben. So findet sich auf der Verpackung einer Lampe nicht nur der Lichtstrom in Lumen (lm), die aufgenommene elektrische Leistung in Watt (W) und die durschnittliche Lebensdauer in Stunden (h), sondern auch der Kennbuchstabe für die entsprechende Energieeffizienzklasse.

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