Entladungslampen

Entladungslampen erzeugen Licht durch eine Entladung zwischen zwei Elektroden, also der Anode und der Kathode. Sie sind oft in Form von länglichen Glasröhren gebaut. Damit die elektrische Entladung in Licht umgesetzt wird, benötigen sie eine gewisse Art der Füllung, nämlich ein Gas oder einen Metalldampf. Entladungslampen werden zum einen durch die Art des verwendeten Mediums unterschieden und zum anderen durch den Druck, der innerhalb der Glasröhre herrscht. Die klassische Leuchtstofflampe, die man heute z.B. aus den Kellerräumen kennt, ist eine Niederdruck-Entladungslampe. Neben den Mitteldruck- und Hochdruck-Entladungslampem wie der Halogen-Metalldampflampe existieren auch Höchstdruck-Entladungslampen, die z.B. mit Xenon gefüllt sind. Dem Druck entsprechend werden die Röhren der Entladungslampen aus Glas, Quarzglas oder sogar Aluminiumoxid-Keramik hergestellt. Je nach Bauart wird zur Entladung eine Mindestspannung benötigt, die erst nach einer gewissen Zeit erreicht wird und daher oft zu einer Verzögerung führt, bis die Betriebstemperatur erreicht wird.

Je nach Füllung und Bauart der Entladungslampe wird das Licht auf unterschiedliche Weise erzeugt. Während bei der Entladung der Halogenmetalldampflampe das Licht direkt bei der Entladung entsteht, wird bei anderen Füllungen eine Leuchtstoffschicht zur Umwandlung einer UV-Strahlung in wahrnehmbares Licht benötigt. Alle Gasentladungslampen funktionieren grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip. Je höher die Spannung an den Elektroden wird, desto schneller treffen die zufällig verteilten Ladungsträger im Gas auf neutrale Atome. Diese werden dabei ionisiert und damit Elektroden aus den Atomhüllen herausgeschlagen. Da dieser Vorgang von der kinetischen, also der Bewegungsenergie der Ionen abhängig ist, spricht man bei dieser Art der Ionisierung von Stoßionisation. Die freien Elektronen lösen ihrerseits Ionisationsprozesse aus. Wenn durch die Zunahme der Spannung die Masse der Ladungsträger sich schneller erhöht, als die Atome sich wieder zu neutralen Ladungen zurückbilden, erfolgt die Gasentladung.

Fast alle Entladungslampen benötigen allerdings eine Art Begrenzung der im Innern der Röhre vorherrschenden Spannung, die mit dem ständigen Anstieg die Lampe zerstören würde. Diese Strombegrenzung wird durch ein Vorschaltgerät oder einen Widerstand herbeigeführt. Die sogenannten Blitzlampen benötigen keine aktiven Strombegrenzer, da die Blitzfrequenz für einen Abbau der Spannung sorgt. Diese Art Lampen verwenden als Füllung z.B. Xenon und erzeugen alle 0,5 bis 4 Millisekunden einen Blitz, der eine sehr hohe Helligkeit abgibt und durch den geringen Zeitunterschied wie ein dauerhaftes Licht wahrgenommen wird. Die Elektroden, zwischen denen die Spannung hergestellt wird, können je nach Technologie kalt, heiß oder glühend sein oder wie bei den neuen Energiesparlampen auch gänzlich fehlen. Hier wird mit Hochspannung gearbeitet.