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Während
in den ersten Jahrzehnten der Glühlampenherstellung alle
Lampen ausgepumpt wurden, sind es heute es nur noch die Lampen
mit niedriger Leistung, beispielsweise 25 W Lampen oder "Birnchen"
für die Fahrradbeleuchtung.
Alle Glühlampen für höhere Leistung
z.B. 60 W, 100 W sind mit Gas gefüllt, meist
ein Gemisch aus 93% Argon und 7% Stickstoff. Für
diese Technik gibt es einen triftigen Grund.
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Der
entscheidende Faktor ist, wie stark das Metall verdampft.
Ist im evakuierten Glaskolben der Druck nahe Null,
so treten die Metallatome viel leichter aus dem Draht
aus, als wenn in der Umgebung des Drahtes ein Gas
mit Normaldruck oder sogar Überdruck vorhanden
ist.
In den frühen Glühlampen war die Metallverdampfung
deshalb relativ hoch, und es bildete sich eine dunkle
Schicht an der Glaskolbeninnenseite, die das Licht
natürlich abgeschwächt hat. Lediglich bei
den Lampen mit geringer Leistung fällt der Effekt
nicht so sehr ins Gewicht, da hier die Temperaturen
nicht so hoch sind.
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Befindet
sich ein Gas mit einem gewissen Druck um den Draht
herum, wird das Austreten der Metallatome aus der
Drahtoberfläche gehemmt und die Verdampfung ist
geringer. Allerdings tritt jetzt ein neues Problem
auf: Während Vakuum gut die Wärme isoliert,
transportiert das Füllgas Wärme ab. Die
Hitze am Draht sollte aber nicht verloren gehen, die
wird dort ja benötigt, damit der Draht entsprechend
hell glüht. Erst eine Weiterentwicklung behob
dieses Problem. Man wickelte den Wolframdraht zu einer
feinen Spirale - der sogenannten Glühwendel.
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Man
macht dies sogar doppelt, so dass die Spirale
nochmals zu einer größeren Spirale
gewickelt wird - die Doppelwendel. Auf diese
Weise ist der Draht sehr kompakt auf engen Raum
zusammengedrängt. Das Gas kann so weniger
Wärme abtransportieren und die Wendelungen
heizen sich gegenseitig auf.
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Die Doppelwendel |
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Lange
Lebensdauer oder große Helligkeit? |
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In der heutigen
Bauweise sind Glühlampen für eine Lebensdauer von 1000
Stunden ausgelegt. Dies ist ein Kompromiss, da man sich zwischen
niedriger Temperatur, also geringerer Lichtausbeute und langer Lebensdauer,
und höherer Temperatur, also größerer Lichtausbeute
aber kürzerer Lebensdauer, entscheiden muss. |
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