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Doppel-U-Lampe, U-Lampe, T5 HE-Lampe und T8-Lampe

EIN Leuchtstofflampe ist ein Lampe die Licht emittiert, indem sie eine fluoreszierende Schicht unter dem Einfluss von ultraviolett Strahlen aufgeregt von Gasentladung in der Lampe. Die bekanntesten Beispiele sind die fluoreszierenden (Französisch: Leuchtstoffröhre, "leuchtende Röhre", umgangssprachlich als . bezeichnet Leuchtstoffröhre oder Leuchtstofflampe) und das sogenannte Energiesparlampen. Das Lichtleistung im Lumen pro Watt ist 5 bis 6 mal höher als a die Glühbirne.

Prinzip

Ein Glasrohr ist innen mit a . abgedeckt fluoreszierend Staub und gefüllt mit einem der EdelgaseArgon oder Krypton (oder eine Mischung davon) und Quecksilberdampf unter niedrigem Druck. zwischen zwei Elektroden auf beiden Seiten der Röhre findet sich a Gasentladung Platz, wodurch der Quecksilberdampf ultraviolettLicht wird ausgestrahlt. In der Fluoreszenzschicht wird die ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umgewandelt.

Geschichte

Die Leuchtstofflampe in ihrer jetzigen Röhrenform ist in 1935 demonstriert für die Gesellschaft für Beleuchtungstechnik im Cincinnati (USA) von Allgemeine Elektrik und auf dem Weltausstellung von 1937 in Paris von Osram. Die angewandte Technik, die auf Gasentladungslampen aufgebaut ist, wie konstruiert von Heinrich Geißler im 1856, die in einer gasgefüllten Röhre, angetrieben von einer Induktionsspule, ein bläuliches Glühen erzeugte. Nikola Tesla demonstrierte Leuchtstofflampen auf dem Weltausstellung von 1893 im Chicago. Im 1901 gezeigt Peter Cooper Hewitt eine Quecksilberdampflampe, die blaugrünes Licht aussendet. Die Lampe war röhrenförmig und Cooper Hewitt verwendete bereits fluoreszierende Materialien wie Rhodamin B. Diese Lampen wurden in der Fotografie verwendet, weil sie einen höheren Wirkungsgrad als die damaligen Glühlampen hatten.

Im 1926 empfohlen Edmund Germer und seine Kollegen von Osram schlugen die Leuchtstofflampe in ihrer jetzigen Form mit Glühelektroden und einer mit Leuchtstoffpulver beschichteten Röhre vor. Einen weiteren Beitrag geleistet M. Pirani und A. Rüttenauer bei Osram in 1932, durch die Entwicklung effizienter Emittermaterialien für die Elektroden, die leicht Elektronen von den Elektroden in das Gas abgeben, und besser fluoreszierende Pulver. In den Jahren 1936 bis 1938 machten die führenden Lampenhersteller verbesserte Phosphor was die Effizienz steigerte und der Einsatz der sogenannten Dreiband-Phosphore verbesserte die Farbwiedergabe (hohe CRI). Heute ist 110 Lumen pro Watt erreichbar. Darüber hinaus ermöglichten die neu entwickelten Leuchtstoffe kompaktere Lampen (Röhrendurchmesser 26 mm und kleiner).

Andere Entwicklungen waren die Einführung um 1980 durch Philips des Energiesparlampe, zunächst mit eingebauter konventioneller Konvention Ballast, später mit einem leichteren elektronischen Vorschaltgerät. Im 1990 In Europa führte Philips a Elektrodenlose Leuchtstofflampe mit einer sehr langen Lebensdauer (100.000 Stunden).

In den 1990er Jahren war Philips der erste Hersteller von „grünen“^[1] recycelbare Leuchtstofflampen. Diese enthalten deutlich weniger Quecksilber als die bis dahin hergestellten Lampen. In den 1990er Jahren stellte Philips auch das sehr dünne NDF her, a Kaltkathodenlampe die aufgrund ihres geringen Durchmessers sehr flexibel war. Ende der 90er Jahre wurde dieser Typ von zwei Philips Mitarbeitern weiter vermarktet.

Technik

Zur Erzeugung der Gasentladung sind die Elektroden als Wendel mit Emitterpaste aus BariumOxid. Diese Paste macht es möglich, dass Elektronen bei mäßig hohen Temperaturen aus dem Filament entweichen. Bei dieser Temperatur hält die Wendel viel länger als bei einer Glühlampe und gibt auch weniger Wärmestrahlung ab. Wenn die entweichenden Elektronen, die auf die andere Seite der Röhre beschleunigt wurden, mit einem Quecksilberatom kollidieren, wird dieses Quecksilberatom angeregt. Wenn ein solches angeregtes Atom in den Grundzustand zurückfällt, a Photon Übertragung. Die freigesetzten Photonen haben a Energie in dem ultraviolett ein Teil davon elektromagnetischSpektrum und sind somit für das menschliche Auge unsichtbar. Wenn diese hochenergetischen Photonen de fluoreszierende Schicht Durch Berühren der Innenseite der Röhre werden die Leuchtstoffe angeregt. Bei der Rückkehr in den Grundzustand werden diese Stoffe sichtbar Licht Übertragung. Durch geeignete Auswahl der Mischung verschiedener Leuchtstoffe kann das erzeugte Linienspektrum für das Auge weiß erscheinen.

Jeder der Leuchtstoffe gibt nur einen Teil der Energie des ultravioletten Photons als Licht ab, der Rest (das meiste davon) wird in Wärme umgewandelt. Um die Lampe effizienter zu machen, suchen Experten auf dem Gebiet der Fluoreszenz nach Leuchtstoffen, die nach der Aufnahme eines einzelnen ultravioletten Photons (zum Beispiel ein Photon in Rot und eines in Grün) im sichtbaren Licht zwei Photonen emittieren können.^[2]Eine andere Möglichkeit, die Effizienz der Leuchtstofflampen zu erhöhen, besteht darin, kein Quecksilber zu verwenden, sondern andere Materialien in der Röhre zu verwenden, wie z IndiumHallodes, die ein Spektrum emittieren, das näher am sichtbaren Licht liegt.^[3] Auch Quecksilber, das als umweltschädlich gilt, wird eliminiert.

Die Lichtausbeute einer Leuchtstofflampe ist die derzeit höchste erreichbare für weißes Licht: ca. 100 Lumen pro Watt für Lampen mit a Durchmesser von 26 mm gegenüber 12 lm/W für eine große (100 W) Glühlampe. Lampen mit kleinem Durchmesser (16 mm) erreichen sogar 104 lm/W. Hohe Energie Halogen-Metalldampflampen, wie zum Beispiel in Fußballstadien, heutzutage aber auch häufig als Schaufensterbeleuchtung eingesetzt, können zu Beginn ihrer Lebensdauer ebenfalls 100 lm/W liefern.

Start

Zwei Leuchtstoffröhren, mit klassischem Vorschaltgerät, jeweils mit eigenem Starter, in Reihe

Eine klassische Leuchtstoffröhre kann nicht einfach an der Netz verbunden werden, erfordert jedoch einige zusätzliche Komponenten in Form von a fluoreszierender Starter bestehend aus einer Neon- oder Quecksilberdampfröhre mit zwei Bimetallelektroden und ein Entstörkondensator und ein ersticken entweder Ballast. Beide sind in der Regel in die Halterung in dem die Leuchtstoffröhre platziert werden soll.

Beim Anlegen einer Spannung an eine mit Starter und Vorschaltgerät verbundene Leuchtstoffröhre fließt ein Strom durch die Neonröhre (nicht die Lampe selbst) mit Bimetall. Dadurch glüht das Gas und die Bimetallelektroden erhitzen sich und ziehen gegeneinander, wodurch das Neon kurzgeschlossen (und damit gelöscht) wird. Jetzt fließt ein großer Strom durch die Filamente in der Röhre. Die Filamente dienen zum Erwärmen der Emissionspaste. Das Neonlicht im Anlasser kühlt ab und der Kurzschluss wird wieder unterbrochen. Als Ergebnis der Induktivität Im Moment des Abschaltens verursacht die Drosselspule im Vorschaltgerät eine Spannungsspitze von ca. 1000 V, die die Leuchtstoffröhre zündet. Nach dem Zünden brennt die Leuchtstoffröhre weiter, da die Elektroden aufgrund des Ionenbeschusses der Gasentladung und des durch die Elektroden fließenden Stroms auf Temperatur bleiben. Die Spannung am Anlasser ist jetzt so viel niedriger, dass er nicht mehr anspricht.

Zündet die Leuchtstoffröhre nicht, wird der Vorgang wiederholt. Eine defekte Leuchtstoffröhre führt zu einem wiederholten Start (Blinken, auch Flackern genannt), was eventuell auch zu einem defekten Vorschaltgerät und/oder Starter führen kann. Wenn der Starter kaputt ist, leuchtet die Röhre an den Enden weiter rot, bzw. die Leuchtstoffröhre blinkt und der Starter ist auch kaputt (faule Kontakte) oder ist die Elektrode kaputt, tut die Leuchtstoffröhre nichts.

Heutzutage werden häufig elektronische Vorschaltgeräte verwendet. Diese sind leichter und sorgen für einen besseren Wirkungsgrad und eine flimmerfreie Zündung. Eine solche Einrichtung gewährleistet sowohl den Start der Lampe als auch die Strombegrenzung der Arbeitslampe, diese haben jedoch eine wesentlich kürzere Lebensdauer.

Unmittelbar nach dem Einschalten ist die Lichtleistung noch nicht optimal. In den ersten Minuten nimmt die Lichtmenge stark zu.

Arten von fluoreszierenden

Es gibt heute eine Vielzahl von Leuchtstoffröhren. Da sind zunächst die unterschiedlichen Durchmesser. Diese werden in Vielfachen von 1/8 . angegeben Zoll.

• T12 ist 38 mm (kaum mehr verwendet, gab es in 65 W, 40 W, 20 W und 15 W),
• T8 ist 26 mm groß und in 58 W, 36 W, 30 W, 18 W, 16 W und 15 W erhältlich) und
• T5 hat einen Durchmesser von 16 mm.

T5 existiert in der Version:

• HO hohe Leistung in 80 W, 54 W, 49 W, 39 W und 24 W, gibt mehr Licht,
• HE hohe Effizienz in 35 W, 32 W, 25 W und 13 W bei weniger Verbrauch,
• HE ECO in 32 W, 25 W und 13 W.

Die Länge 600 mm, 895 mm (speziell für Aquarien von 100 cm), 1200 mm oder 1500 mm hängt von der Lampenleistung ab und kann zwischen 2 cm/W und 4 cm/W variieren. Daneben gibt es ringförmige Leuchtstofflampen und Leuchtstofflampen in U-Form mit integriertem Starter (sogenannte PL-Lampen).

Eine Typenbezeichnung, die elektrische Energie und einen Farbcode. Der letzte Code besteht aus 3 Ziffern, von denen die erste das sogenannte . ist Farbwiedergabeindex angezeigt, und die letzten 2 Ziffern de Farbtemperatur. Code 840 bedeutet Farbwiedergabeindex zwischen 80 und 89 (was gut ist, 100 ist maximal) und Farbtemperatur 4000 K (weißes Licht).

Zudem zeichnen sich die Lampen durch unterschiedliche Lebensdauer aus. Fast alle modernen Lampen behalten bis zum Ende ihrer Lebensdauer mindestens 90 % ihrer Lichtleistung, weil spezielle Materialien hinzugefügt werden, die eine Degradation der Leuchtstoffschichten verhindern. Die Lebensdauer wird dann durch den Moment bestimmt, in dem die Lampenelektroden ihr Emissionsmaterial verloren haben. Die Lebensdauer kann bei Sondertypen von 10.000 bis 60.000 Stunden variieren. Es gibt sogar Hersteller, die sich darauf spezialisiert haben Langes Leben Beleuchtung kann bei diesen Leuchtstofflampen eine Lebensdauer von 84.000 Stunden erreicht werden. Innerhalb dieser Lebensdauer behalten sie zudem mindestens 90 % Lichtstrom und haben nur 10 % technische Ausfälle.

Es gibt auch Hersteller, die Leuchtstoffröhren speziell für Aquarien mit den in Aquarien gewünschten Farben herstellen, die Namen gibt es als Beispiel: Gro-Lux und Aquastar von Sylvania.

Darüber hinaus gibt es alle Arten von Sonderlampen, wie Lampen mit Lichtfenster, Sonderfarben, Lampen für Solarium und Lampen für unterschiedliche Temperaturen (Thermolampen). Lampen mit Schutzfolie (Schutzlampen) werden häufig in HACCP-Umgebungen verwendet. Für staubige Umgebungen gibt es sogar Lampen mit eingebautem Reflektor, damit der Lichtstrom erhalten bleibt (Reflektorlampen).

Wirklich anders ist die afwijken Kaltkathoden-Leuchtstofflampe die sowohl eine lange Lebensdauer als auch eine hohe Lichtleistung hat. Seine gute Biegbarkeit gewährleistet den Einsatz in verschiedenen Anwendungen, wie z Hintergrundbeleuchtung LCD-Bildschirmen und in Fahrzeugbeleuchtungseinheiten.

Da diese Lampe einen Durchmesser von 2,4 bis 6,2 mm hat, ist diese Lampe in der konventionellen Lichttechnik nicht oft anzutreffen.

Farbcodes

Philips

Veraltete Farben basierend aufHalogenphosphate:

Osram

Besonderheiten

Leuchtstoffröhre mit klassischem Vorschaltgerät

Eine Leuchtstofflampe verhält sich nicht wie ein ohmschWiderstand. Aufgrund des Vorschaltgeräts (einer großen Spule) ist die Schaltung stark induktiv. Dieser induktive Charakter kann durch einen Kondensator kompensiert werden.

Das Vorschaltgerät wird benötigt, um die Netzspannung an der Leuchtstoffröhre zu reduzieren, da die Betriebsspannung von Leuchtstoffröhren niedriger ist als die Netzspannung. Durch die Verwendung einer Spule als Vorschaltgerät anstelle eines Widerstands wird aufgrund der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom viel weniger zu reduzierende Spannung in Wärme umgewandelt als bei einem reinen Widerstand. Außerdem: Steigt der Strom in einer Leuchtstofflampe an, sinkt die Spannung an der Leuchtstoffröhre durch die Reihenschaltung der Röhre mit der Drossel. Es wird eine Gleichgewichtssituation erreicht. Dies ist vergleichbar mit dem Effekt der Erhöhung der fließen durch einen normalen Widerstand, wobei dann die elektrische Spannung über dem Widerstand nimmt proportional zu und die Spannung über der Leuchtstoffröhre nimmt ebenfalls ab.

Das Vorstehende gilt nicht für ein elektronisches Vorschaltgerät. Eine spezielle Schaltung am Eingang dieses Vorschaltgeräts sorgt dafür, dass sich der Anker wie ein Widerstand verhält (also keine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung und der Strom auch annähernd sinusförmig ist). Eine Leuchte nimmt dann 36 Watt aus dem Netz auf, beispielsweise bei einer Lampe von 36 Watt, bei einem Leistungsfaktor von beispielsweise 0,98. Normalerweise wird die Leistung und damit die Lichtleistung stabilisiert. Dies bedeutet, dass mit steigender Eingangsspannung der Eingangsstrom abnimmt. Die Hochfrequenzleistung einer Leuchtstofflampe, die dieselbe Lichtmenge wie ein herkömmliches Vorschaltgerät liefert, ist um 10 % niedriger, da die Umwandlung von elektrischer Leistung in ultraviolette Strahlung bei hohen Frequenzen einen höheren Wirkungsgrad hat. Bei einem konventionellen Vorschaltgerät gehen schnell 15 bis 20 % der Leistung in der Drossel verloren, bei einem elektronischen Vorschaltgerät sind es nur 4 bis 10 %. Das bedeutet, dass mit einem elektronischen Vorschaltgerät 5 bis 16 % weniger Leistung bei gleichem Strom benötigt werden. In Kombination mit der Verstärkung der Hochfrequenzsteuerung ergibt dies eine Reduzierung des Stromverbrauchs um 6 bis 24 % bei gleicher Lichtleistung.

Elektronischer Ballast

Schema eines elektronischen Vorschaltgeräts

EIN elektronischer Ballast versorgt eine Leuchtstofflampe mit einem relativ hohen Frequenz, im Allgemeinen zwischen 20 und 100 kHz. Die Lampe zündet dann ohne zu flackern. Sie werden häufig in Energiesparlampen verwendet. Elektronische Vorschaltgeräte haben geringere Verluste als herkömmliche Vorschaltgeräte und sind daher Effizienz erhöht (weniger Stromverbrauch bei gleicher Lichtleistung). Auch die Lampenlebensdauer ist länger. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine signifikanten Lichtschwankungen, meist als Lichtflimmern bezeichnet, auftreten. Als Ergebnis, stroboskopisch vermeiden Sie Effekte, die in manchen Situationen bei Leuchtstoffröhren mit konventionellem Vorschaltgerät auftreten. Die Vorschaltgeräte sind leicht und haben eine lange, schlanke Form, wodurch sehr kompakte Leuchten gebaut werden können. Nachteilig ist, dass diese Vorschaltgeräte deutlich empfindlicher auf Spannungsspitzen (zB bei Blitzschlag) reagieren und eine kürzere Lebensdauer haben. Auch der Kaufpreis ist höher.

Kaltkathoden-Leuchtstofflampe

Mit dem Lampentyp CCFL an den Enden der Röhrenlampe befinden sich keine Glühfäden. Eine geringere Wärmeentwicklung sorgt für einen besseren Wirkungsgrad und eine längere Lebensdauer. Das Rohr kann dünner gemacht werden. Nachteilig ist, dass dieser Typ zum Zünden mehr Spannung benötigt. Ein spezielles Vorschaltgerät (Wechselrichter) versorgt die Lampe.

Der Wechselrichter ist a elektronisch Schaltung, die a Wechselstrom Spannung mit hoch Frequenz erregt. Diese Wechselspannung wird von a geliefert Transformator umgestaltet.

Induktionslampe

Eine besondere Ausführungsform einer Leuchtstofflampe ist die Elektrodenlose Induktionslampe. Die Energie wird dann mittels magnetischer Induktion in das Gas eingebracht. Durch das Fehlen von Elektroden, die bei gewöhnlichen Leuchtstofflampen eine Lebensdauer von ca. 15.000 Stunden erreichen, können diese Lampen eine Lebensdauer von über 100.000 Stunden erreichen. Allerdings gibt es einen sehr hohen Kaufpreis. Die Lampen werden dort eingesetzt, wo hohe Wiederbeschaffungskosten anfallen.

Stroboskop-Effekt

sehen Blitzlicht für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Eine Leuchtstofflampe emittiert kein konstantes Licht, sondern geht schnell an und aus (eine gewöhnliche Leuchtstofflampe etwa 100 Mal pro Sekunde), so schnell, dass das menschliche Auge sie nicht sehen kann. Dies kann zu stroboskopischen Effekten führen, bei denen die Dinge scheinbar still stehen, sich aber tatsächlich schnell bewegen. Dies kann manchmal gefährlich sein. Wenn sich beispielsweise eine rotierende Klinge mit genau der gleichen Geschwindigkeit wie die Blinkfrequenz des Lichts dreht, wird sie immer an der gleichen Position beleuchtet, wodurch die Illusion entsteht, dass die Klinge stillsteht. Dies kann zu schweren Unfällen führen.

Ersatz durch LED

Heutzutage werden LED-Röhren gekauft, die in die Halterung einer Leuchtstoffröhre passen. Allerdings sind einige Anpassungen notwendig.

Die LED-Röhre hat wie eine Leuchtstoffröhre an jedem Ende zwei Kontaktstifte. Der Leuchtkörper ist an einem Ende angeschlossen, die Pins am anderen Ende sind direkt miteinander verbunden.

In der Leuchtstofflampe muss der Starter kurzgeschlossen werden. LED-Röhren werden daher oft mit einem „Starter“ geliefert, der in Wirklichkeit nur ein Anschluss ist. Das Vorschaltgerät wird nicht mehr benötigt. Es kann stehen bleiben, verbraucht aber trotzdem Energie. Daher ist es besser, den Ballast zu entfernen.

Es ist auch möglich und sogar einfacher, das Netzteil direkt an einem Ende des Rohres anzuschließen. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass das Rohr nicht verkehrt herum eingebaut wird.

Siehe auch

• Calciumfluorphosphat

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