Anfang und Ende der Glühlampe

Die Glühlampe bzw. Allgebrauchslampe, umgangssprachlich auch Glühbirne genannt ist eine künstliche Lichtquelle. In einer Glühlampe wird ein Glühfaden oder Glühwendel durch Stromfluss so stark erhitzt, dass er glüht. Fast die gesamte, der Lampe zugeführte Energie, wird in thermische Strahlung umgesetzt. Die Verluste durch Wärmeleitung und Wärmekonvektion sind gering. Nur ein kleiner Wellenlängenbereich der Strahlung ist für das menschliche Auge sichtbar. Der Hauptanteil liegt im unsichtbaren Infrarotbereich und wird als Wärme wahrgenommen. Die Lichtausbeute erreicht bei einer Glühfadentemperatur von 3400 Kelvin einen Anteil von maximal 5 %. In normaler Umgebungsluft würde der Glühwendel aufgrund des Sauerstoffs und der hohen Betriebstemperaturen sofort verbrennen. Aus diesem Grund wird der Wendel durch den Glaskolben von der Umgebungsluft abgeschirmt. Da während des Betriebs ständig Metall vom Glühfaden abdampft, richtet sich die Größe des Kolbens im Wesentlichen nach der Sublimationsrate des Draht-Materials. Konventionelle Glühlampen und Glühlampen mit hoher Leistung benötigen einen großen Glaskolben, damit sich der Niederschlag auf einer größeren Fläche verteilen kann und die Transparenz während der Lebensdauer der Lampe nicht allzu sehr einschränkt. Früher wurde der Glaskolben evakuiert. Heute sind die Glühlampen mit einem Schutzgas meist mit einem Stickstoff-Argon-Gemische gefüllt. Teure Glühlampen enthalten Krypton oder Xenon. Alle für die Glühfäden bzw. Glühwendel  in Frage kommenden Materialien sind aufgrund ihrer hohen Schmelztemperatur und ihrer Sprödigkeit schwierig zu verarbeiten. Der Draht ist oft doppelt gewendelt, um die Wärmekonvektion zu begrenzen. Die Eignung von Osmium, Tantal oder Wolfram für Glühfäden war wegen des hohen Schmelzpunktes dieser Metalle bekannt. Aber erst technische Entwicklungen in der Pulvermetallurgie wie die Sintertechnik ermöglichten deren wirtschaftliche Verarbeitbarkeit. Osmium und Tantal sind seltene und mithin teure Rohstoffe. Bei dem sehr harten und spröden Wolfram waren die zu lösenden Verarbeitungsprobleme am größten. Der Glühfaden strahlt mit einer Wellenlängenverteilung nach dem planckschen Strahlungsgesetz. Das Lichtspektrum ist im Gegensatz zu vielen anderen Lichtquellen ein Kontinuum. Das Strahlungsmaximum der Strahlung verschiebt sich mit steigender Temperatur gemäß dem wienschen Verschiebungsgesetz zu kleineren Wellenlängen hin. Die Helligkeit einer Glühlampe hängt daher stark überproportional von der Temperatur und der Betriebsspannung ab. Um eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erhalten und auch damit das Licht möglichst natürlich „weiß“ erscheint, strebt man danach, das Strahlungsmaximum durch Temperaturerhöhung aus dem Bereich der langwelligen Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) in den Bereich des sichtbaren Lichtes zu verschieben. Die Höchsttemperatur wird allerdings durch die Eigenschaften des Glühfadenmaterials begrenzt. Um möglichst hohe Temperaturen zu ermöglichen, verwendet man heute für Glühfäden das hochschmelzende Metall Wolfram (Schmelztemperatur 3422 ± 15 °C). Da sich auch mit Wolfram kein tageslichtähnliches Licht erzielen lässt, erscheint Glühlampenlicht daher immer deutlich gelb-rötlicher als weißes oder Tageslicht. Besonders in den nördlichen Länder wird Licht mit starken Rot- und Gelbanteilen bevorzugt. Die Lebensdauer einer Glühlampe wird oft weniger durch das gleichmäßige Abdampfen von Wendelmaterial während des Betriebs begrenzt, als durch entstehende Inhomogenitäten im Glühfaden. Heute unterscheidet sich die angegebene Lebensdauer von Allgebrauchsglühlampen verschiedener Hersteller wenig. Es werden Lampen für 1000 und für 2000 Stunden angeboten. Bei Halogen-Glühlampen beträgt die Lebensdauer zwischen 2000 und 6000 Stunden. Die EU-Kommission hat am 09.12.2008 entschieden, schrittweise ab September 2009 zuerst die herkömmlichen 100 Watt Glühlampen, ab September 2010 die 75 Watt Glühlampen und ab  September 2011 die herkömmlichen 60 Watt Glühlampen zu verbieten. Die Hersteller reiben sich die Hände dürfen nach der EU-Entscheidung ab dem ersten September 2009 schrittweise nur mehr Energiesparlampen, welche durchschnittlich rund das zehnfache von herkömmlichen Allgebrauchslampen kosten, verkauft werden. Das Verbot von Glühlampen zur Einsparung von Energie ist nach Meinung vieler Kritiker ein unsinniges Steuerinstrument der Politik, da eingesparte Energiemengen zu eingesparten Emissionsmengen führen, die dann von den Stromerzeugern im Emissionshandel verkauft werden und an anderer Stelle zu Emissionen führen. Angeblich sollen durch den Wechsel zu Energiesparlampen sogar Atomkraftwerke eingespart werden können. Führt man sich vor Augen, dass der Stromverbrauch für Licht in Wohnungen bei maximal 2% liegt, scheint diese Annahme falsch. Durch die integrierten Vorschaltgeräte entstehen bei Energiesparlampen unterschiedlich starke elektromagnetische Felder. Energiesparlampen, die richtig eigentlich Kompaktleuchtstofflampen heißen, erzeugen ein unnatürliches Lichtspektrum und flimmern bei rund 30 bis 60 Kilo Herz. Entladungslampen wie Leuchtstofflampen enthalten Quecksilber und müssen als Sondermüll entsorgt werden. Glühlampen können als Hausmüll oder hausmüllähnlicher Gewerbeabfall entsorgt werden. Sogenannte Allgebrauchs- und auch Halogenglühlampen enthalten keine umweltbelastenden Inhaltsstoffe – sie bestehen im Wesentlichen aus Metall und Glas. Die geringen Halogenmengen in Halogenglühlampen können als unschädlich angesehen werden. Die meisten Kompaktleuchtstofflampe erreicht die volle Leuchtkraft erst nach einer gewissen Brenndauer. Die meisten Energiesparlampen sind nicht dimmbar. Glühlampen können stufenlos gedimmt werden und funktionieren mit jeder gängigen Frequenz einschließlich Gleichstrom aus batteriegespeisten Notstromversorgungsanlagen. Bleibt nur noch die Frage ober Energiesparlampen wirklich eine ökologisch sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Glühlampen sind.

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