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Eine Glühwendel auch Glühfaden oder Glühdraht ist ein gewendelter Draht aus Wolfram oder Wolframlegierungen der durch se
Glühwendel
Eine Glühwendel, auch Glühfaden oder Glühdraht, ist ein gewendelter Draht aus Wolfram oder Wolframlegierungen, der durch seinen Widerstand einen elektrischen Strom in Strahlungs- und Wärmeenergie umwandelt. Im Gegensatz zur Heizwendel wird eine Glühwendel bei höheren Temperaturen betrieben, sodass ein höherer Anteil (ca. 3–15 %) der Strahlung als sichtbares Licht abgegeben wird. Die physikalische Grundlage zur Verbesserung der Lichtausbeute durch eine Glühwendel ist in der Langmuir-Schicht um die Wendel begründet.
Das Bild zeigt die Glühwendel als Doppelwendel in einer Glühlampe für Netzspannung bei reduzierter Spannung. Gut zu sehen sind die Wärmeverluste am Zuleitungsdraht und – deutlich geringer – an den Ösen des Haltedrahtes.
Eine Glühwendel stellt einen typischen Kaltleiter dar, d. h. ihr Widerstand ist im Augenblick des Einschaltens kleiner als im Betrieb. Daraus resultiert ein höherer Stromfluss beim Einschalten, was wiederum das Phänomen erklärt, dass Glühwendeln dann eher durchbrennen als im laufenden Betrieb.
Formen
- einfach gewendelte Glühwendeln werden für Glühlampen geringerer Betriebsspannung (bis etwa 24 Volt) verwendet
- eine Doppelwendel ist eine Wendel, die ihrerseits noch einmal zu einer Wendel geformt ist: durch die dichtere Packung in der Doppelwendel heizen sich die Wendeln gegenseitig auf, wodurch bei gleichem Strom eine höhere Temperatur und dadurch eine höhere Lichtausbeute erreicht wird.
- eine Flachwendel ist eine in Projektionslampen übliche, quer zum optischen Strahlengang stehende flache Wendel mit rechteckiger Form.
Verwandte Themen
Die Farbtemperatur von Glühlampenlicht entspricht etwa der Temperatur der Glühwendel. Farbtemperatur und Lichtausbeute steigen mit steigender Betriebsspannung an. Projektionslampen haben besonders hohe Temperaturen der Glühwendel, jedoch Lebensdauern von nur einigen hundert Stunden. Die Farbtemperatur kann durch Beschichtung des Glaskolbens (meist Interferenzfilter, wie bei bläulich oder gelb leuchtenden Auto-Glühlampen) oder dichroitische Spiegel (z. B. bei Halogen-Kaltlichtspiegellampen) nachträglich beeinflusst werden.
Die Wärmebilanz von Glühwendeln kann neben der Doppelwendel-Form auch durch die Rückreflexion von Strahlung auf die Glühwendel beeinflusst werden. Projektionslampen werden daher so justiert, dass das Abbild des dahinter liegenden sphärischen Spiegels neben der Glühwendel zu liegen kommt – aus Glühwendel (Flachwendel) und ihrem Abbild ergibt sich zusammengesetzt die rechteckige Form des auszuleuchtenden Bildfeldes. Bei den sogenannten IRC-Halogenglühlampen wird dagegen der Glaskolben dichroitisch beschichtet, sodass der infrarote Strahlungsanteil auf die Glühwendel reflektiert wird. Dadurch erhöht sich die Lichtausbeute um bis zu 45 %.
Das Bild rechts zeigt eine Nahaufnahme einer Halogen-Glühwendel. Sie zeigt nicht nur, dass die Wendel durchgebrannt ist. An einer Seite der Unterbrechung ist eine kleine geschmolzene Wolframkuppe zu erkennen. Folglich ist die Lampe während des Betriebs bei hoher Temperatur der Wendel ausgefallen.
Literatur
- Joseph Ackner: Knaurs Lexikon der Naturwissenschaften. 1. Auflage, Richterdruck, Würzburg, 1969
- Hans R. Ris: Beleuchtungstechnik für Praktiker. 2. Auflage, VDE-Verlag GmbH, Berlin-Offenbach, 1997, ISBN 3-8007-2163-5
- Wilhelm Gerster: Moderne Beleuchtungssysteme für drinnen und draußen. 1. Auflage, Compact Verlag, München, 1997, ISBN 3-8174-2395-0
- Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9
- Rudolf Hüppen, Dieter Korp: Autoelektrik alle Typen. Motorbuchverlag, Stuttgart, 1968, ISBN 3-87943-059-4
Weblinks
- Wolfram in der Beleuchtungsindustrie (abgerufen am 9. Oktober 2020)
- Glüh- und Halogenlampen (abgerufen am 9. Oktober 2020)
- Das Ohmsche Gesetz und die Glühbirne (abgerufen am 9. Oktober 2020)
- Patent EP1628326B1: Elektrische Glühlampe für Fahrzeugscheinwerfer. Angemeldet am 19. Juli 2005, veröffentlicht am 8. Oktober 2008, Anmelder: Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, Erfinder: Manfred Bühler, Klaus Wittmann.
- Wege in der Physikdidaktik (abgerufen am 9. Oktober 2020)
Einzelnachweise
- Jürgen Schatz, Robert Tammer: Erste Hilfe - Chemie und Physik für Mediziner. Springer, Berlin Heidelberg, S. 206
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Eine Gluhwendel auch Gluhfaden oder Gluhdraht ist ein gewendelter Draht aus Wolfram oder Wolframlegierungen der durch seinen Widerstand einen elektrischen Strom in Strahlungs und Warmeenergie umwandelt Im Gegensatz zur Heizwendel wird eine Gluhwendel bei hoheren Temperaturen betrieben sodass ein hoherer Anteil ca 3 15 der Strahlung als sichtbares Licht abgegeben wird Die physikalische Grundlage zur Verbesserung der Lichtausbeute durch eine Gluhwendel ist in der Langmuir Schicht um die Wendel begrundet Dieser Artikel wurde in die Qualitatssicherung der Redaktion Physik eingetragen Wenn du dich mit dem Thema auskennst bist du herzlich eingeladen dich an der Prufung und moglichen Verbesserung des Artikels zu beteiligen Der Meinungsaustausch daruber findet derzeit nicht auf der Artikeldiskussionsseite sondern auf der Qualitatssicherungs Seite der Physik statt Doppelwendel einer Gluhlampe 230 V 60 W bei reduzierter SpannungDoppelwendel einer Gluhlampe 24 Volt 75 Watt betrieben mit 2 Volt Hohe ca 5 mm Das Bild zeigt die Gluhwendel als Doppelwendel in einer Gluhlampe fur Netzspannung bei reduzierter Spannung Gut zu sehen sind die Warmeverluste am Zuleitungsdraht und deutlich geringer an den Osen des Haltedrahtes Eine Gluhwendel stellt einen typischen Kaltleiter dar d h ihr Widerstand ist im Augenblick des Einschaltens kleiner als im Betrieb Daraus resultiert ein hoherer Stromfluss beim Einschalten was wiederum das Phanomen erklart dass Gluhwendeln dann eher durchbrennen als im laufenden Betrieb FormenDoppelwendel mit Zuleitungeinfach gewendelte Gluhwendeln werden fur Gluhlampen geringerer Betriebsspannung bis etwa 24 Volt verwendet eine Doppelwendel ist eine Wendel die ihrerseits noch einmal zu einer Wendel geformt ist durch die dichtere Packung in der Doppelwendel heizen sich die Wendeln gegenseitig auf wodurch bei gleichem Strom eine hohere Temperatur und dadurch eine hohere Lichtausbeute erreicht wird eine Flachwendel ist eine in Projektionslampen ubliche quer zum optischen Strahlengang stehende flache Wendel mit rechteckiger Form Verwandte ThemenDie Farbtemperatur von Gluhlampenlicht entspricht etwa der Temperatur der Gluhwendel Farbtemperatur und Lichtausbeute steigen mit steigender Betriebsspannung an Projektionslampen haben besonders hohe Temperaturen der Gluhwendel jedoch Lebensdauern von nur einigen hundert Stunden Die Farbtemperatur kann durch Beschichtung des Glaskolbens meist Interferenzfilter wie bei blaulich oder gelb leuchtenden Auto Gluhlampen oder dichroitische Spiegel z B bei Halogen Kaltlichtspiegellampen nachtraglich beeinflusst werden Die Warmebilanz von Gluhwendeln kann neben der Doppelwendel Form auch durch die Ruckreflexion von Strahlung auf die Gluhwendel beeinflusst werden Projektionslampen werden daher so justiert dass das Abbild des dahinter liegenden spharischen Spiegels neben der Gluhwendel zu liegen kommt aus Gluhwendel Flachwendel und ihrem Abbild ergibt sich zusammengesetzt die rechteckige Form des auszuleuchtenden Bildfeldes Bei den sogenannten IRC Halogengluhlampen wird dagegen der Glaskolben dichroitisch beschichtet sodass der infrarote Strahlungsanteil auf die Gluhwendel reflektiert wird Dadurch erhoht sich die Lichtausbeute um bis zu 45 Durchgebrannte Wendel einer HB4 Autogluhlampe Lange der Wendel ca 6 mm Das Bild rechts zeigt eine Nahaufnahme einer Halogen Gluhwendel Sie zeigt nicht nur dass die Wendel durchgebrannt ist An einer Seite der Unterbrechung ist eine kleine geschmolzene Wolframkuppe zu erkennen Folglich ist die Lampe wahrend des Betriebs bei hoher Temperatur der Wendel ausgefallen LiteraturJoseph Ackner Knaurs Lexikon der Naturwissenschaften 1 Auflage Richterdruck Wurzburg 1969 Hans R Ris Beleuchtungstechnik fur Praktiker 2 Auflage VDE Verlag GmbH Berlin Offenbach 1997 ISBN 3 8007 2163 5 Wilhelm Gerster Moderne Beleuchtungssysteme fur drinnen und draussen 1 Auflage Compact Verlag Munchen 1997 ISBN 3 8174 2395 0 Gunter Springer Fachkunde Elektrotechnik 18 Auflage Verlag Europa Lehrmittel Wuppertal 1989 ISBN 3 8085 3018 9 Rudolf Huppen Dieter Korp Autoelektrik alle Typen Motorbuchverlag Stuttgart 1968 ISBN 3 87943 059 4WeblinksWolfram in der Beleuchtungsindustrie abgerufen am 9 Oktober 2020 Gluh und Halogenlampen abgerufen am 9 Oktober 2020 Das Ohmsche Gesetz und die Gluhbirne abgerufen am 9 Oktober 2020 Patent EP1628326B1 Elektrische Gluhlampe fur Fahrzeugscheinwerfer Angemeldet am 19 Juli 2005 veroffentlicht am 8 Oktober 2008 Anmelder Patent Treuhand Gesellschaft fur elektrische Gluhlampen mbH Erfinder Manfred Buhler Klaus Wittmann Wege in der Physikdidaktik abgerufen am 9 Oktober 2020 Kristallbildung einer gealterten Gluhwendel Lampe eines KFZ mikroskopische AbbildungEinzelnachweiseJurgen Schatz Robert Tammer Erste Hilfe Chemie und Physik fur Mediziner Springer Berlin Heidelberg S 206