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Leuchtstoffröhre


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Die Leuchtstoffröhre ist eine Gasentladungslampe die innen mit einem fluoreszierenden Leuchstoff beschichtet ist. Sie wird im oft fälschlicherweise als Neonröhre bezeichnet obwohl sie Neon sondern Quecksilber (Quecksilberdampf) enthält. Eine ebenso verbreitete falsche ist dass Leuchtstofflampen beim Einschalten so viel verbrauchen würden wie bei einem mehrstündigen Betrieb. zeichnen sich durch eine sehr lange Lebensdauer die durch die Adsorption des Quecksilbers an den Lampenkomponenten und die Lebensdauer der Kathoden begrenzt ist. Leuchstoffröhren eine hohe Lichtausbeute von ca. 80 lm/W (Glühlampen: weniger 20 lm/W) und damit einen niedrigeren Energiebedarf.

Erfunden von Carl Auer von Welsbach im frühen 20. Jahrhundert wurden die ersten marktreifen Leuchtstoffröhren mangels erst in den 20er und 30er Jahren 20. Jahrhunderts gebaut.

Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen so Heißkathodenröhren und Kaltkathodenröhren.

Inhaltsverzeichnis

Heißkathodenröhren

Bei den Heißkathodenröhren ist an den jeweils ein Heizdraht eingebaut. Eine geeignete Beschichtung die Austrittsarbeit der Elektronen damit der Heizdraht moderaten Temperaturen genügend Elektronen emittiert. Zusätzlich zu der Heizspannung wird den Kathoden eine weitere Spannung angelegt. Da an der einen Seite positive Spannung und an der anderen Seite negative Spannung anliegt handelt es sich um Kathode (negative Spannung) und eine Anode (positive Spannung).

Diese Spannung sorgt dafür das sich Elektronenwolke die sich um den Kathodenheizdraht gebildet sich im elektrischen Feld in Richtung Anode bewegt. Bei ihrem durch die Röhre stoßen die Elektronen mit Quecksilberatomen zusammen. Dabei wird das Gas ionisiert und es entsteht ein Plasma innerhalb der Glasröhre.

Dieses Plasma strahlt Licht aus im Falle von Quecksilbergas überwiegend UV-Strahlung . Der Anteil des sichtbaren Lichts welches Plasma abstrahlt ist eher gering. Um den des sichtbaren Lichts zu erhöhen wird die Röhre von innen mit einem Leuchtstoff beschichtet der Name Leuchtstoffröhre) der im sichtbaren Spektrum leuchten beginnt sobald er mit UV-Licht bestrahlt wird (in diesem Fall von Der Leuchtstoff setzt einen Großteil der UV-Strahlung sichtbares Licht um was den positiven Nebeneffekt dass der Anteil UV-Strahlung der aus der kommt sehr gering ist und daher keine Wirkung mehr hat. Der eingesetzte Leuchtstoff muss nicht zwangsläufig weiß leuchten. Die Industrie bietet jede beliebige Farbe an.

Röhren ohne Leuchtstoff werden ebenfalls eingesetzt Beispiel in Solarien oder in Discotheken zu (so genannte Schwarzlichtröhren).

Vorschaltgerät und Starter: die Zündung der Leuchtstoffröhre

Zur Zündung einer Leuchtstoffröhre sind zwei wesentlich. Die Drosselspule in Reihe zur Röhre geschaltet hat Aufgabe die zur Zündung der Röhre erforderliche Spannung zu erzeugen und im Betrieb den die Röhre fließenden Strom zu drosseln. Die Drosselspule wird oft als Vorschaltgerät bezeichnet.

Der Starter ist dafür zuständig die zur Erzeugung der Zündspannungsimpulse zu veranlassen. Er zur Röhre parallel geschaltet und besteht in traditionellen Ausführung neben einem Entstörkondensator vor allem aus einer Glimmlampe deren eine Elektrode als Bimetallstreifen ausgeführt ist.

Sowohl Vorschaltgeräte als auch Starter gibt auch in elektronischen Ausführungen die es im des Vorschaltgerätes z.B. erlauben über Phasenabschnitt die zu dimmen oder mittels Frequenzerhöhung das Restflimmern entfernen (mit Frequenzen die weit über dem des menschlichen Auges liegen). Ebenso können diese Vorschaltgeräte erkennen ob die Röhre defekt ist gegebenenfalls abzuschalten.

Mit einer Drosselspule und einem Bimetallstarter der Startvorgang wie folgt vor sich: Nach Einschalten liegt da durch die Röhre noch Strom fließt die volle Netzspannung am Starter Durch das Gas in der Glimmlampe des findet eine Entladung statt sodass sich der erwärmt und sich dadurch so verbiegt daß Kontakt zu der zweiten Elektrode der Glimmlampe Nun fließt ein großer Strom durch die in der Leuchtstoffröhre und die Drosselspule. Die Glimmentladung im Starter lässt das Bimetall abkühlen den Kontakt öffnen. Die Selbstinduktion durch den schnellen Abfall des Stromes der Drosselspule erzeugt nun kurzzeitig eine hohe die das mit Ladungsträgern angereicherte Gas in Röhre zündet. Die Betriebsspannung teilt sich nun Röhre und Vorschaltgerät so dass eine ausreichende (zwischen 50 V und 110 V) erhalten bleibt um Röhre am Leuchten zu halten. Diese Spannung aber nicht aus um einen weiteren Startvorgang

Energiesparlampen

Auch die so genannten Energiesparlampen sind (sog. Kompaktleuchtstofflampen). Die Röhre in der sich Plasma ausbreitet ist bei diesen Lampen oft gebogen um sie platzsparender unterzubringen.

Während klassische Leuchtstoffröhren direkt mit den Hz Wechselspannung aus dem Netz betrieben werden Energiesparlampen z.T. interne Vorschaltgeräte welche eine Gleichrichtung Netzspannung und eine Umrichtung in hochfrequente Wechselspannung vornehmen. Bei Energiesparlampen neben dem Wirkungsgrad vielfach auch durch Beimischung Edelgasen und seltenen Erden (Lanthaniden) die ähnlichste in Hinblick auf menschliches Farbempfinden optimiert.

Umgang mit Leuchtstoffröhren

Sowohl der Quecksilberdampf als auch der sind giftig defekte Leuchtstoffröhren gehören somit auf Sondermüll!

Kaltkathodenröhren

Kaltkathodenröhren sind prinzipiell genauso aufgebaut wie Heißkathodenröhren nur dass hier keine Heizdrähte vorhanden Bei diesen Röhren wird der Elektronenfluss zwischen und Anode durch eine höhere Spannung und der Regel durch eine zusätzliche Zündspannung erreicht.

Neonröhren

Die eigentlichen Neonröhren werden ähnlich wie angeregt. Im Gegensatz zum Quecksilberdampfplasma leuchtet Neonplasma intensiv rot. Damit ist es zu Beleuchtungszwecken geeignet wird aber zum Beispiel in der ( Leuchtreklame ) verwendet.

Auch viele andere chemische Elemente wie Natrium können im gasförmigen Zustand zum Leuchten werden und finden als Hauptbestandteil oder als in verschiedenen Lampen Verwendung: Metalldampflampe Natriumdampflampe.

siehe auch


Weblinks



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