Themen:
- die Glühbirne
- Halogenlampe
- Xenonlampe
Die Glühbirne:
Die Erfindung der Glühbirne wird oft Thomas Alva Edison zugeschrieben. Es gab jedoch auch andere Menschen, die zur Entwicklung einer Möglichkeit zur Lichterzeugung mit Elektrizität beigetragen haben. Im Jahr 1801 experimentierte Humphry Davy mit einem glühenden Platindraht, der sofort brannte. Im Jahr 1854 gelang Heinrich Göbel die Erfindung der ersten echten Glühbirne. Seine Glühbirne bestand aus einer verkohlten Bambusfaser in einer vakuumierten Parfümflasche.
Er konnte die Flasche vakuumieren, indem er sie mit Quecksilber füllte und dann entleerte. Das Vakuum verhinderte ein Verbrennen der Bambusfaser. Göbels Lampe brannte 400 Stunden lang. Edison meldete 25 Jahre lang ein Patent für denselben Lampentyp an. Göbel reichte hier einen Prozess ein und wurde 1893 rehabilitiert. Er starb jedoch noch im selben Jahr.
Eine Glühlampe ist eine Glaslampe, bei der das Licht mittels eines Glühfadens oder Glühfadens erzeugt wird. Wenn Spannung angelegt wird, fließt ein Strom durch den Glühfaden, wodurch dieser heiß wird und Licht aussendet. Früher bestand ein Filament aus Kohlenstoff, heute besteht es aus dem Material Wolfram. Das Glas einer Glühbirne ist ziemlich stabil, obwohl es dünner als ein Blatt Papier ist. Dies ist aufgrund der Form, in der das Glas geblasen wird, möglich. Der elektrische Widerstand eines Glühfadens aus Wolfram beträgt im kalten Zustand nur wenige zehn Ohm und steigt unmittelbar nach dem Anlegen der Spannung unter dem Einfluss der entstehenden Wärme auf mehrere hundert bis tausend Ohm an. Beim Einschalten einer Glühlampe entsteht eine Stromspitze, die oft die Ursache für das Durchbrennen des Glühfadens ist, wenn dieser bereits eine dünne Stelle enthielt.
Der Glühfaden brennt beim Glühen nicht einfach durch. Dies liegt daran, dass der Glaskolben, in dem sich der Glühfaden befindet, keinen oder nur sehr wenig Sauerstoff enthält, sondern mit Argon oder einem anderen Edelgas gefüllt ist. Im Freien würde der Glühfaden einer durchschnittlichen Lampe nach dem Anlegen einer Spannung bereits nach wenigen Sekunden durchbrennen. Bei einer brennenden Glühbirne verdampft das Material des Glühfadens durch die Erwärmung und Ablagerungen auf der Innenseite des Glaskolbens sehr allmählich. Dies erkennt man an der dunklen Farbe, die ältere Lampen auf der Innenseite des Glases bekommen. Wenn sich im Inneren ein dunkler Schleier bildet, ist es besser, die Lampe sofort auszutauschen. Beim Austausch einer Lampe sollte man am besten auch auf den Zustand der anderen Lampen achten.
Halogenlampe:
Eine Halogenlampe wird extrem heiß. Die Temperatur kann 250 Grad erreichen. Die Lampe verfügt daher auch über hitzebeständiges Glas. Unter hohem Druck wird der Lampe eine kleine Menge Halogen (z. B. Jod, Brom, Chlor oder Fluor) zugesetzt, das durch die Hitze gasförmig wird. Das Halogen geht in kälteren Teilen der Lampe eine Verbindung mit dem verdampften Material des Glühfadens ein. Diese gasförmige Verbindung zerfällt wieder in Halogen und Metall, wenn sie in die Nähe des sehr heißen Glühfadens kommt. Das Metall scheidet sich dann wieder auf dem Filament ab und verlängert so dessen Lebensdauer.
Die Vorteile dieser Lampe liegen darin, dass sie klein ist und das Licht gut fokussierbar ist.
Weitere Informationen zum Scheinwerfer und zum Lichtstrahl finden Sie auf der Seite Scheinwerfer.
Xenonlampe:
Eine Gasentladungslampe hat eine größere Lichtausbeute als eine Standard-Halogenlampe. Gasentladungsbeleuchtung wird als „Xenon-Beleuchtung“ bezeichnet. Diese Beleuchtungstechnik wird schon seit einiger Zeit eingesetzt. Nicht in der Automobilindustrie, sondern als Beleuchtung für Fußballstadien. Mit Xenon-Beleuchtung ist es möglich, die Intensität und Farbe des Tageslichts anzunähern.
Vorteile von Xenon:
- Xenon-Beleuchtung im Auto ist heller und breitet sich besser aus als herkömmliche Halogenbeleuchtung.
- Dank der enormen Lichtleistung der Xenon-Beleuchtung ist es möglich, die Scheinwerfer in einem kleineren Gehäuse zu montieren. Mit einer kleineren Fläche ist es bereits möglich, die gleiche oder eine größere Lichtausbeute zu erzeugen. Für den Automobilhersteller hat das den Vorteil, die Aerodynamik zu optimieren und es gibt auch mehr Freiheiten beim Design.
- Verbraucht 30 % weniger Energie.
Nachteil von Xenon: - Es blendet den Gegenverkehr schneller als mit Halogenbeleuchtung, insbesondere wenn der Scheinwerfer nicht über eine geeignete Linse für Xenon-Beleuchtung verfügt.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht die höhere Lichtleistung die Verwendung eines kleineren Reflektors und Scheinwerfers. Da Xenonlampen elektrische Energie effizienter in Licht umwandeln, wird deutlich weniger Wärme freigesetzt als bei herkömmlicher Halogenbeleuchtung.
Auch die Lebensdauer von Xenonlampen ist länger als die von Halogenlampen. Die durchschnittliche Lebensdauer einer Xenonlampe beträgt im Allgemeinen etwa 2000 Stunden. Das entspricht der durchschnittlichen Lebensdauer eines Autos.
Die ECE-Regelung sieht vor, dass Fahrzeuge, die mit Xenon-Beleuchtung ausgestattet sind, auch mit einer Niveauregulierung ausgestattet sein müssen. Die Niveauregulierung (automatische Höhenregulierung) verhindert die Blendung des Gegenverkehrs. An der Hinterachse ist ein Winkelsensor montiert, der das Einknicken des Fahrzeugs registriert. Diese erfassten Daten werden in einem Steuergerät verarbeitet, das wiederum die Scheinwerfereinheit nach oben oder unten neigt.
Um die Entstehung von Streulicht, also Licht, das außerhalb des eigentlich vorgesehenen Lichtkegels fällt, möglichst zu verhindern, ist es notwendig, dass die Scheinwerferlinsen sauber bleiben. Deshalb ist bei Fahrzeugen mit Xenon-Beleuchtung eine Waschanlage für die Scheinwerfergläser Pflicht. Eine Pumpe baut einen Wasserdruck von ca. 3,5 bar auf, woraufhin zwei Arme aus der Karosserie herausragen, um die Scheinwerfergläser sauber zu sprühen. Nach dem Sprühen werden die Arme wieder in den Körper gezogen.
Weitere Informationen zum Scheinwerfer finden Sie auf der Seite Scheinwerfer.
Xenonlampen haben keine Glühfäden wie Halogenlampen. Stattdessen wird eine Entladungsröhre verwendet, die von Quarzglas umgeben ist. Die Lampe ist mit Edelgasen und Metallhalogeniden gefüllt und wird über zwei Elektroden gezündet, zwischen denen ein Lichtbogen entsteht. Der Lichtbogen entsteht durch die Abgabe eines kurzzeitigen Zündimpulses zwischen 20.000 und 30.000 Volt. Dann sorgt eine konstante Spannung von ca. 85 Volt dafür, dass die Lampe weiterbrennt.
Um diese hohen Spannungen zu erzeugen und zu begrenzen, wird ein Vorschaltgerät verwendet: der Zünder. Der Zünder sorgt für die hohe Einschaltspannung. Das Vorschaltgerät (in der Abbildung getrennt vom Zünder dargestellt) ist oft in einem Gehäuse mit dem Zünder montiert. Das Vorschaltgerät steuert den maximalen Strom durch die Lampe. Würde kein Vorschaltgerät verwendet, würde die Lampe einen zu hohen Strom erhalten und ausfallen.
