Lampen

Onderwerpen:

  • Gloeilamp
  • Halogeenlamp
  • Xenon-lamp

Gloeilamp:
De uitvinding van de gloeilamp wordt vaak toegeschreven aan Thomas Alva Edison. Er waren echter nog andere mensen die bijdroegen aan de ontwikkeling van een middel om met elektriciteit licht te genereren. In 1801 experimenteerde Humphry Davy al met een gloeiende platina draad, die echter onmiddellijk verbrandde. In 1854 slaagde Heinrich Göbel erin de eerste echte gloeilamp te maken. Zijn gloeilamp bestond uit een verkoolde bamboevezel in een vacuüm gezogen eau-de-colognefles.

Hij kon de fles vacuüm trekken door deze te vullen met kwik en hem daarna leeg te laten lopen. Door het vacuüm kon de bamboevezel niet verbranden. Göbels lamp brandde 400 uur lang. Edison vroeg 25 jaar octrooi aan op een zelfde soort lamp. Göbel begon hier om een rechtszaak en kreeg in 1893 zijn gelijk. Hij overleed echter in het zelfde jaar.

Een gloeilamp is een lamp van glas waarin licht geproduceerd wordt d.m.v. een gloeidraad of filament. Er zal bij het aansluiten van spanning een stroom door de gloeidraad gaan lopen, waardoor deze heet wordt en licht gaat uitstralen. Een gloeidraad bestond vroeger uit koolstof, maar tegenwoordig bestaat het uit het materiaal wolfraam. Het glas van een gloeilamp best sterk, ookal is dit nog dunner dan een vel papier. Dat is mogelijk door de vorm waarin het glas geblazen is. De elektrische weerstand van een gloeidraad bestaande uit wolfraam is in koude toestand niet meer dan enkele tientallen Ohm en wordt direct na het aansluiten van de spanning onder invloed van de ontwikkelde warmte enkele honderden tot duizenden Ohm. Bij het inschakelen van een geloeilamp ontstaat daardoor een stroompiek, wat vaak de oorzaak is van het doorbranden van de gloeidraad als deze al een dunne plek bevatte.

De gloeidraad brandt niet zomaar door tijdens het gloeien. Dat komt doordat in de glazen bol waarin de gloeidraad zit, geen of zeer weinig zuurstof aanwezig is, maar gevuld is met argon of een ander edelgas. In de open lucht zou de gloeidraad van een gemiddelde lamp al na enkele seconden verbranden na het aansluiten van een spanning. In een brandende gloeilamp verdampt het materiaal van de gloeidraad heel geleidelijk door de verhitting en slaat neer op de binnenkant van de glazen bol. Dit is te herkennen aan de donkere kleur die oudere lampen aan de binnenzijde van het glas krijgen. Op het moment dat er een donkere waas aan de binnenzijde aanwezig is, kan de lamp beter direct vervangen worden. Bij het vervangen van één lamp kan dus het beste ook gekeken worden naar de toestand van de andere lampen.

Halogeenlamp:
Een halogeenlamp wordt ontzettend heet. De temperatuur kan oplopen tot 250 graden. De lamp heeft daarom ook hittebestendig glas. In de lamp wordt een kleine hoeveelheid halogeen (bijv. jodium, broom, chloor of fluor) onder een hoge druk toegevoegd, dat door de hitte gasvormig wordt. Het halogeen gaat in koudere gedeelten van de lamp een verbinding aan met het verdampte materiaal van de gloeidraad. Deze gasvormige verbinding ontleedt weer in halogeen en metaal wanneer hij dicht bij de zeer hete gloeidraad komt. Het metaal slaat vervolgens weer neer op de gloeidraad waardoor de levensduur ervan verlengd wordt.
De voordelen van deze lamp zijn dat deze klein is en het licht gemakkelijk te bundelen is.

Meer informatie over de koplamp en de lichtbundel is te vinden op de pagina koplamp.

Xenon-lamp:
Een gasontladingslamp heeft een grotere lichtopbrengst dan een standaard halogeenlamp. Gasontladingsverlichting wordt “Xenonverlichting” genoemd. Deze lichttechniek wordt al langer gebruikt. Niet in de automobielbranche, maar als verlichting van voetbalstadions. Met xenonverlichting is het mogelijk om de intensiteit en kleur van het daglicht te benaderen.

Voordelen van xenon:

  • Xenonverlichting in de auto is helderder en verspreidt zich beter dan standaard halogeenverlichting.
  • Dankzij de enorme lichtopbrengst van xenonverlichting is het mogelijk de koplampen in een kleinere behuizing te monteren. Met een kleiner oppervlak is het al mogelijk om dezelfde of een grotere lichtopbrengst te creëren. Dat heeft als voordeel voor de autofabrikant om de aërodynamica te optimaliseren en er is ook meer vrijheid bij het design.
  • Verbruikt 30% minder energie.
    Nadeel van xenon:
  • Het verblindt de tegenliggers eerder dan bij halogeenverlichting, zeker wanneer de koplamp geen geschikte lens heeft voor Xenonverlichting.

Zoals eerder opgemerkt maakt de hogere lichtopbrengst het mogelijk om een kleinere reflector en koplamp te gebruiken. Omdat de xenonlampen de elektrische energie met een hoger rendement in licht omzetten, komt er ook veel minder warmte vrij dan bij standaard halogeenverlichting.

De levensduur van xenonlampen is ook langer dan die van halogeenlampen. De gemiddelde levensduur van een xenonlamp is over het algemeen ongeveer 2000 uur. Dat komt overeen met de gemiddelde levensduur van een auto.

In de ECE-regeling is opgenomen dat voertuigen die voorzien zijn met xenonverlichting, ook moeten zijn uitgerust met een niveauregeling. De niveauregeling (automatische hoogteregeling) voorkomt de verblinding van de tegenliggers. Op de achteras is een hoekverdraaiingssensor gemonteerd die het knikken van het voertuig registreert. Deze opgenomen gegevens worden in een regeleenheid verwerkt, die op zijn beurt de koplampunit naar boven of naar beneden laat kantelen.

Om de vorming van strooilicht, dat is licht dat buiten de werkelijk bedoelde lichtbundel valt, zoveel mogelijk te voorkomen, is het noodzakelijk dat de koplampglazen schoon blijven. Daarom is een wassysteem voor de koplampglazen verplicht bij auto’s met xenonverlichting. Een pomp bouwt een waterdruk op van ca. 3,5 bar, waarna 2 armen uit de carrosserie naar buiten komen die de koplampglazen schoon sproeien. Na het sproeien worden de armen weer in de carrosserie getrokken.

Meer informatie over de koplamp is te vinden op de pagina koplamp.

Xenonlampen hebben geen gloeidraden zoals halogeenlampen dat wel hebben. In plaats daarvan wordt een ontladingsbuis toegepast die omgeven is door kwartsglas. De lamp is gevuld met edelgassen en metaal-halogeniden en wordt ontstoken m.b.v. twee elektroden waartussen een lichtboog ontstaat. De lichtboog ontstaat door het toevoeren van een kortstondige ontstekingsimpuls van tussen de 20.000 en 30.000 Volt. Daarna zorgt een constante spanning van ongeveer 85 Volt ervoor dat de lamp blijft branden.

Om deze hoge spanningen op te kunnen wekken en te begrenzen, wordt er een voorschakelapparaat toegepast: de ontsteker. De ontsteker zorgt voor de hoge inschakelspanning. De ballast (in de afbeelding apart van de ontsteker getekend) zit veelal met de ontsteker in één behuizing gemonteerd. De ballast regelt de maximale stroomsterkte door de lamp. Wanneer er geen ballast zou worden toegepast, zou de lamp een te hoge stroomsterkte toegevoerd krijgen en defect gaan.