Halogenlampe
Einleitung
Halogenlampen sehen sich als Weiterentwicklung von Allgebrauchslampen.
Es handelt sich um eine spezielle Form der Glühlampe.
Das Grundprinzip ist einfach. Wie bei der Glühbirne haben wir bei der Halogenlampe auch einen Glühdraht welcher sich in einer luftdichten Glasglocke befindet.
In der Glasglocke befindet sich das Gas Halogen.
Der Glühfaden ist meist kürzer als bei der Glühbirne.
Die direkte Lichtquelle ist dieser Glühende Wendel. Dieser ist allerdings viel heißer als bei der normalen Allgebrauchslampe.
Auf die Funktionsweise gehe ich gleich genauer ein. Zum genauen Aufbau komme ich später.
Schaltzeichen
Spektrum
Lichtausbeute
10 lm/W bis zu 25lm/W
Lebensdauer
2000h – 5000h
Farbtemperatur
3000-3200 Kelvin
Farbwiedergabeindex
100
Temperaturstrahler
Bei der Halogenlampen handelt es sich, so wie bei allen Glühlampen, um einen Temperaturstrahler.
Als Temperaturstrahler werden alle Lichtquellen bezeichnet welche durch Wärme Licht erzeugen.
Es wird je nach Temperatur Licht ausgestrahlt. Weitere Temperaturstrahler sind beispielsweise die Glühbirne oder eine Kerze.
Neben den Temperaturstrahlern gibt es beispielsweise noch Entladungslampen.
Unter diese Kategorie fällt beispielsweise die Leuchtstofflampe.
Siehe:
Temperaturstrahler
Funktion
Der Schlüsselbegriff bei der Halogenlampe ist der sogenannte Wolfram-Halogen-Kreisprozess.
Dieser läuft wie folgt ab.
Anders als bei der Glühbirne erhitzt sich der Glühfaden der Halogenlampe gewollt auf extrem hohe Temperaturen.
Diese liegen ca. bei 2700°C bis ca. 3100°C. Bei diesen hohen Temperaturen lösen sich Wolfram-Atome aus dem Glühwendel.
Es verdampft. Normalerweise würden sich diese Atome am Glaskolben absetzen. Da sich jedoch Halogen in dem Glaskolben befindet,
verbindet sich das Halogen mit den Wolfram-Atomen. Hier ist das ganze mit Farben veranschaulicht aber natürlich ist das ganze, in Realität Farblos.
Diese gasförmige Verbindung zirkuliert im Glaskolben. Durch hohe Temperaturen wandelt sich diese Verbindung wieder in Wolfram-Atome um.
Kommt also diese Wolfram-Halogen-Verbindung dem Glühwendel zu nahe, wandelt sich die Verbindung wieder in Wolfram-Atome um und setzen sich wieder an dem Glühwendel ab.
Somit wird der Wolfram-Wendel auch nicht immer dünner. Sondern die dicke bleibt konstant.
Es entfernen sich ständig Atome aber ständig kommen auch wieder Atome zurück. Dieser Prozess wiederholt sich dann ständig.
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Aufbau
Der Grundaufbau der Halogenlampe ist fast gleich wie bei der Allgebrauchslampe.
Auf dem Sockel sitzt der sogenannte Wendel.
Dieser befindet sich in eine Glasglocke.
Innerhalb der Glasglocke befindet sich sogenanntes Halogen-Gas.
Durch das Wegfallen der Kohleschwärzung kann die Glasglocke der Halogenlampe wesentlich kleiner gefertigt werden.
Durch das kleinere Volumen kann die Wärmeleitung reduziert werden. Daher benötigt man nicht so viel Edelgas was kosten spart.
Zudem ermöglicht das kleinere Volumen einen höheren Betriebsdruck und dadurch erhöht sich die Lebensdauer.
Äußere Einflüsse wie z.B. Fingerabdrücke auf den Glaskolben sind bei der Halogenlampe oft schädlich.
So führen Fingerabdrücke möglicherweise zu lokalen Temperaturerhöhungen am Glaskolben.
Unzerstörbar?
An dieser Stelle möchte ich gerne nochmal kurz zurückkommen zu dem Wolfram-Halogen-Kreisprozess bei welchem das Glühwendel verdampft, sich aber auch wieder aufbaut.
Natürlich ist diesem selbs heilen. diesem selber reparieren, der Halgenlampe auch eine Grenze gesetzt
Ansonsten wäre die Halogenlampe ja auch quasi unzerstörbar und hätte eine unendlich lange Lebensdauer.
Grund dafür, warum die Halogenlampe dies allerdings nicht ist, ist der sogenannte Whisker.
Auf diesen gehe ich im folgenden näher ein.
Wie gesagt werden beim Wolfram-Halogen-Kreisprozess, beim Wendel, Wolframatome verdampft es kommen aber auch wieder Wolframatome zurück.
Diese zurückkommenden Wolframatome setzten sich aber leider nicht genau an den freien Stellen vom Wendel ab. Hier jetzt übertrieben dargestellt. Natürlich passiert dies mit einzelnen Atomen. Die zurückkommenden Wolframatome setzen sich am liebsten an den kältesten Stellen des Wendels ab. Da immer die äußersten Atome am kältesten sind wächst das ganze, hier wieder übertrieben da gestellt, in die Höhe. Am Wendel entsteht ein sogenannter Whisker. Das sieht wie hier gezeigt aus. Die Oberfläche des Wendel ist nicht mehr glatt sonder eher rau. ähnlich wie Haare. Wie bereits gesagt Grund dafür ist das es immer an der Spitze eines Whisker am kältesten ist und sich das Wolframatom dort am liebsten absetzt und somit das Whisker wächst.
Lebensdauer
Die Lebensdauer einer Halogenlampe beträgt ungefähr zwischen 2000 und 5000 Betriebsstunden der Halogenlampe.
Umwelt
Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen sind Halogenlampen wesentlich ungefährlicher. Leuchtstofflampen enthalten nämlich das extrem giftige Quecksilber. Halogenlampen dagegen nicht. Wie gesagt enthalten diese lediglich das Halogengas und davon nur eine geringe Menge. Laut Umweltbundesamt müssen Halogenlampen nicht gesondert entsorgt werden. Somit können diese sogar im Hausmüll entsorgt werden. Falls eine Halogenlampe zerbricht ist dies auch nicht gefährlich.
Bei Energiesparlampen ist dagegen, wie gesagt aufgrund des Quecksilbers, extreme Vorsicht geboten.
Lichtausbeute
Die Lichtausbeute liegt bei Halogenlampen bei 10 lm/W bis zu 25lm/W
es gibt allerdings auch spezielle Halogenlampen sogenannte Foto-Halogenlampen welche bis zu 35 lm/W erzeugen können.
Farbe
Die Lichtfarbe ist bei Halogenlampen eher Neutralweiß. Die Farbtemperatur liegt zwischen 3000 und 3200 Kelvin.
Unten stehend ist auch eine Skala eingeblendet in welcher man ein Gefühl für Farbtemperaturen bekommt.
