Leuchtstofflampen: Parameter, Aufbau, Schaltplan, Vor- und Nachteile im Vergleich zu anderen

Moderne Leuchtstofflampen (LL) eignen sich hervorragend für die Beleuchtung großer Wohn-, Arbeits- und Technikräume und ermöglichen eine Reduzierung des Gesamtstromverbrauchs um 50-83 %, wodurch die Nebenkosten gesenkt werden.

In diesem Artikel betrachten wir die Arbeitsmerkmale von LL, ihren Aufbau, und untersuchen die wichtigsten Vor- und Nachteile im Vergleich zu anderen Arten von Beleuchtungsgeräten. Ergänzend zeigen wir thematische Fotos und Schaltpläne sowie Videos zum Funktionsprinzip von Leuchtstofflampen und den Besonderheiten ihrer Anwendung.

Funktionsprinzip und Aufbau von LL

Ein Leuchtstoffgerät ist eine gasentladende Lichtquelle, bei der in Quecksilberdampf eine elektrische Entladung eine intensive ultraviolette Strahlung erzeugt.

Kompakte Leuchtstoffmodule haben einen Standard-Sockel, wodurch sie ein praktischer Ersatz für helle, aber energiereichere Glühlampen sind.

Wie funktioniert eine Leuchtstofflampe?

Die ultraviolette Strahlung wird durch eine spezielle Substanz namens Leuchtstoff, die aus Calciumhalophosphat besteht und mit zusätzlichen Elementen vermischt ist, in für das menschliche Auge sichtbares Licht umgewandelt.

Nach dem Anschluss einer Leuchtstofflampe an das Stromnetz muss im Inneren des Glaskolbens eine sogenannte Glimmentladung aufrechterhalten werden.

Sie ermöglicht eine dauerhafte Leuchtstoffschichtbeleuchtung, auch bei kurzzeitiger Unterbrechung der Stromversorgung.

Früher hatte die klassische Leuchtstofflampe die Form eines beidseitig verschlossenen Röhrchens, in dessen Inneren sich Quecksilberdampf befindet. Heute werden die Geräte in vielfältigeren Formen und Konfigurationen hergestellt.

Konstruktionsmerkmale des Geräts

Eine herkömmliche Leuchtstofflampe ist ein Glaszylinder mit einem Außendurchmesser von 12, 16, 26 und 38 mm, der normalerweise wie folgt dargestellt wird:

• gerades verlängertes Rohr;
• gebogenes U-förmiges Modul;
• Ring;
• komplexe Figur.

In die stirnseitigen Ränder sind Beine luftdicht eingelötet. Auf deren Innenseite befinden sich Wolframelektroden, die konstruktiv an bispiralförmige Glühkörper erinnern, die in Iljitsch-Glühbirnen eingebaut sind.

In einigen Leuchtstofflampentypen werden fortschrittlichere Trispiralen verwendet, die eine aufgedrehte Bispirale darstellen. Damit ausgestattete Geräte weisen einen höheren Wirkungsgrad und eine niedrigere Wärmeverlustschwelle auf, was die Gesamteffizienz des Lichtstroms erheblich steigert.

Außen werden die Elektrodenelemente an die Metallstifte des metallischen Sockels angelötet, an denen die Betriebsspannung anliegt.

U-förmige und gerade Geräte sind normalerweise mit Sockeln G5 und G13 ausgestattet, wobei die Buchstabenkodierung den Stifttyp des Sockelelements angibt und die Zahl den Abstand der Arbeitselemente zueinander zeigt.

Das elektrisch leitfähige Medium im Inneren des Glaskolbens weist einen negativen Widerstand auf. Wenn zwischen zwei gegenüberliegenden Elektroden ein Stromanstieg auftritt, der eine Begrenzung erfordert, zeigt sich dieser und senkt die Betriebsspannung.

Zum Stromkreis einer herkömmlichen Leuchtstofflampe gehört eine Drossel oder ein Vorschaltgerät. Sie ist für die Erzeugung der hochfrequenten Impulsspannung verantwortlich, die für die korrekte Zündung der Lampe erforderlich ist.

Die Abbildung zeigt den inneren Aufbau einer Leuchtstofflampe und erklärt anschaulich das grundlegende Funktionsprinzip ihrer Hauptbauteile.

Neben diesem Bauteil ist das konventionelle Vorschaltgerät (KVG) mit einem Starter ausgestattet. Dabei handelt es sich um ein Glimmentladungselement, in dem sich zwei Elektroden in einer Umgebung aus Inertgas befinden.

Einer von ihnen besteht aus einer Bimetallplatte. Im Ruhezustand befinden sich beide Elektroden im geöffneten Zustand.

Verbreitete Arten solcher Lampen

Die primäre Klassifizierung von Leuchtstofflampen erfolgt nach dem Grunddruckniveau. Hochdrucklampen werden für leistungsstarke Beleuchtungsanlagen und Außenbeleuchtung verwendet.

Niederdrucklampen werden im Haushalt zur Beleuchtung von Produktions-, Technik- und Wohnräumen verschiedener Art verwendet.

Typ #1 – Hochdruckmodule

Hochdruckgeräte erzeugen einen gesättigten Lichtstrom guter Dichte. Die Innenfläche des Kolbens ist mit einer speziellen Leuchtstoffbeschichtung aus Fluorogermanat oder Magnesiumarsenat versehen.

Die Betriebsleistung solcher Leuchtstofflampen liegt im Bereich von 50-2000 W.

Quecksilberdampf-Hochdruckmodule benötigen für einen korrekten Betrieb eine 220-Volt-Nennspannung. Ihr Pulsationsfaktor beträgt normalerweise 61 bis 74 %.

Die vollständige Zündung des Beleuchtungsmoduls erfolgt innerhalb von 3 Sekunden. Die Lebensdauer von 80-125-Watt-Geräten beträgt etwa 6.000 Stunden, während Lampen ab 400 W und mehr bei strikter Einhaltung der vom Hersteller festgelegten Betriebsvorschriften bis zu 15.000 Stunden arbeiten können.

Typ #2 – Niederdruckprodukte

Niederdruck-Leuchtstofflampen werden für die Beleuchtung von Wohn-, Technik- und Produktionsräumen eingesetzt.

Konstruktiv besteht das Gerät aus einer Röhre aus stabilem Glas, die innen Argon unter einem Druck von 400 Pa und eine geringe Menge Quecksilber oder Amalgam enthält. Auf dem Markt wird es in den unterschiedlichsten Modifikationen angeboten und ist mit zwei Elektrodenelementen ausgestattet.

Die niedrigste Temperatur, die Niederdruck-Leuchtstofflampen vertragen, liegt bei -15 °C. Daher gelten diese Lichtquellen für den Einsatz im Freien als ungeeignet.

Der Glaskolben kann die unterschiedlichsten Durchmesser haben. Der Lichtstrom variiert je nach Leistung des Geräts. Für den korrekten Betrieb ist ein Starter vom Drosseltyp erforderlich. Die durchschnittliche Lebensdauer beträgt 10.000 Stunden.

Besonderheiten von Kompakt-LL

Kompaktleuchtstofflampen sind Hybridprodukte, die einige spezifische Merkmale von Glühlampen und die Eigenschaften von Leuchtstofflampen vereinen.

Dank fortschrittlicher Technologien und erweiterter innovativer Möglichkeiten haben sie einen kleinen Durchmesser und kompakte Abmessungen, die für Iljitsch-Glühlampen typisch sind, sowie ein hohes Maß an Energieeffizienz, das für die Reihe der Leuchtstofflampen charakteristisch ist.

Kompaktleuchtstofflampen werden für die traditionellen Sockel E27, E14, E40 hergestellt und verdrängen zunehmend klassische Glühlampen vom Markt, da sie qualitativ hochwertiges Licht bei wesentlich geringerem Stromverbrauch bieten.

Kompaktleuchtstofflampen werden in den meisten Fällen mit einem elektronischen Vorschaltgerät ausgestattet und können in Leuchten spezieller Art verwendet werden. Sie werden auch zum Ersatz von einfachen und gewohnten Glühlampen in neuen und seltenen Leuchten eingesetzt.

Trotz aller Vorteile haben Kompaktmodule spezifische Nachteile wie:

• Stroboskopeffekt oder Flackern – die wichtigsten Gegenanzeigen betreffen Epileptiker und Menschen mit verschiedenen Augenkrankheiten;
• ausgeprägter Geräuscheffekt – im Laufe der längeren Nutzung entsteht ein akustischer Hintergrund, der bei der anwesenden Person ein gewisses Unbehagen hervorrufen kann;
• Geruch – in manchen Fällen geben die Produkte stechende, unangenehme Gerüche ab, die den Geruchssinn reizen.

Die letzte Position tritt häufiger bei namenlosen chinesischen Produkten auf, während die ersten beiden Mängel oft selbst bei Markengeräten auftreten, die nach allen Regeln und modernen Anforderungen gefertigt wurden. Eine Rangliste der besten KLL-Hersteller finden Sie in diesem Artikel.

Basisspektrum der Farbtemperaturen

Die Lichtfarbe ist einer der wichtigsten Parameter, der direkt von der Zusammensetzung des Leuchtstoffs abhängt, der die ultraviolette Strahlung in Licht umwandelt.

Heute gehören zu den am häufigsten vorkommenden 7 Definitionen der Farbtöne des von Leuchtstofflampen erzeugten Lichtstroms:

• LEB – natürliches Weiß mit einem deutlichen kalten Farbstich;
• LDZ – natürliches Tageslicht mit verbesserter Farbwiedergabequalität;
• LTB – warmweiß;
• LD – traditionelles Tageslichtweiß;
• LB – klassisches Weiß;
• LEZ – natürliches Licht mit höchster Farbwiedergabequalität;
• LChB – einfaches kaltweiß.

Für Wohnräume, in denen man viel Zeit verbringt, eignen sich Farbtöne der warmen Skala oder natürliche Tageslichtlampen mit erhöhter Farbwiedergabequalität.

Weiße und Tageslichttöne sind in der Regel in Büro-, Arbeits-, Industrieräumen, Büros und Hörsälen zu finden. Sie fördern die Konzentration, steigern die Gehirnaktivität und verbessern die allgemeine Lernfähigkeit und Arbeitsproduktivität.

Die kältesten Farbtöne werden in medizinischen Einrichtungen, Laboren, Krankenhäusern und technischen Räumen eingesetzt. Sie verleihen Gegenständen zusätzliche Schärfe und verbessern die Sehschärfe.

Leuchtstofflampen für Fleischtheken in Lebensmittelgeschäften zeichnen sich durch ein speziell abgestimmtes rosa Strahlungsspektrum aus. Es unterstreicht die natürlichen Farbtöne der Produkte und macht sie in den Augen der Kunden attraktiver.

Farbkomponenten, die dem Leuchtstoff zugesetzt werden, ermöglichen rosa, blaue, grüne und andere ungewöhnliche Lampenfarbtöne.

Solche Geräte werden zu Design-, Werbe- und kommerziellen Zwecken eingesetzt. Mit ihrer Hilfe wird eine originelle Lichtfarbe erzeugt, die im jeweiligen Einzelfall erforderlich ist.

Weitere Informationen zur Farbtemperatur von Licht, den Besonderheiten der menschlichen Farbwahrnehmung und den Auswahlkriterien haben wir im folgenden Artikel zusammengestellt.

Stärken und Schwächen der Geräte

Wie bei allen technischen Vorrichtungen, die zur Beleuchtung von Wohn- und Arbeitsräumen bestimmt sind, haben Leuchtstofflampen ihre Schwächen und Stärken.

Auf der Grundlage dieser Informationen lässt sich feststellen, wo sie sinnvoller einzusetzen sind und in welchen Fällen man anderen Lichtquellen den Vorzug geben sollte.

Positive Aspekte der Lampen

Der Hauptvorteil von Leuchtstofflampen ist die erhöhte Lichtausbeute und der gute Wirkungsgrad. Sie sorgen für eine augenschonende Beleuchtung des Raumes und zeigen eine normale Haltbarkeit auch unter intensiver Nutzung.

Das Modell übertrifft die Grundleistung einer gewöhnlichen „Iljitsch“-Glühlampe um etwa das Fünffache. Eine 20-Watt-Leuchtstofflampe erzeugt einen Lichtstrom, der dem einer 100-Watt-Glühlampe entspricht.

Verschiedene Farbtemperaturen der Lichtnuancen, die farblich dem natürlichen Sonnenlicht nahekommen, ermöglichen die Auswahl der passenden Leuchte für verschiedene Zwecke und für Räume jeglicher Art.

Der vom Modul abgegebene Lichtstrom ist nicht gerichtet, sondern diffus. Ein ruhiges, angenehmes Leuchten geht nicht nur von dem im Inneren befindlichen Wolframfaden aus, sondern von der gesamten Außenfläche des Kolbens.

Dies ermöglicht den Einsatz von Leuchtstofflampen sowohl für die allgemeine Grundbeleuchtung als auch für die zonale Beleuchtung.

Für den Einsatz an Orten, an denen die Beleuchtung automatisch durch Bewegungsmelder eingeschaltet wird, sind Leuchtstofflampen nicht geeignet. Sie sind hinsichtlich der zulässigen Anzahl von Einschaltvorgängen in einem bestimmten Zeitraum begrenzt und können bei zu häufiger Aktivierung ausfallen.

Die Lebensdauer von Leuchtstofflampen variiert je nach Modell und beträgt bis zu 20.000 Stunden oder bis zu 5 Jahren.

Der Käufer sollte jedoch wissen, dass die Lampe diese Lebensdauer nur unter Einhaltung folgender Bedingungen erreicht:

• das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an hochwertiger Stromversorgung ohne Spannungsspitzen und Schwankungen;
• ein hochwertiges Vorschaltgerät;
• eine bestimmte Anzahl von Aktivierungen, in der Regel nicht mehr als 2000 in den ersten 2 Jahren der Nutzung, was nur 5 Einschaltvorgängen pro Tag entspricht.

Die Verletzung dieser grundlegenden Bedingungen verschlechtert die Effizienz der Leuchte erheblich und verkürzt ihre Lebensdauer deutlich.

Die Module können zur Beleuchtung von Gewächshäusern verwendet werden. Sie liefern natürliches Licht, das dem Sonnenlicht sehr nahe kommt, verbrauchen wenig Strom und zeigen eine gute Beständigkeit gegen Spannungsschwankungen, die für ländliche Stromnetze typisch sind.

Der Energieverbrauch von Leuchtstofflampen ist fast fünfmal niedriger als der herkömmlicher Produkte, weshalb sie zu den energieeffizienten Lichtquellen zählen.

Mit ihrer Hilfe lässt sich ein großer Raum effektiv beleuchten, ohne dabei hohe Kosten für die Nebenkosten zu verursachen.

Die Betriebstemperatur der Lampenoberfläche überschreitet nicht 50 Grad. Dadurch kann die Lampe in Räumen eingesetzt werden, in denen erhöhte Anforderungen an den Brandschutz gestellt werden.

Hauptnachteile der Module

Der erste große Nachteil der Produkte ist die übermäßige Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen. Sie reagieren stark auf die Bewegung der Quecksilbersäule und können bei Temperaturen unter -20 °C ausfallen.

Hitze über +50 °C wirkt sich nicht optimal auf die Funktionsfähigkeit aus und schränkt das Einsatzspektrum dieser Lichtquellen erheblich ein.

Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit zählt ebenfalls nicht zu den Vorteilen und verhindert den breiten Einsatz der Produkte in Badezimmern und Sanitärräumen.

Mit der Zeit degradiert der Leuchtstoff in den Lampenkolben und das Emissionsspektrum verändert sich. Gleichzeitig sinkt das Lichtniveau des Geräts und der Wirkungsgrad nimmt merklich ab.

Manchmal wird auch der Lichtstrom selbst als Nachteil angesehen, der ein linienförmiges, ungleichmäßiges Spektrum aufweist, das die natürlichen Farbtöne der im Raum befindlichen Gegenstände verfälscht.

Nicht alle nehmen dies visuell wahr, aber für diejenigen, die diesen Nachteil zu deutlich erkennen, werden Lampen mit einem Leuchtstoff verkauft, der einem kontinuierlichen, natürlicheren Spektralfarbton nahekommt. Allerdings ist ihre Lichtausbeute deutlich geringer.

Es kommt vor, dass Leuchtstofflampen mit der doppelten Netzfrequenz flackern. Dieses Problem lässt sich durch eine Verbesserung des Geräts beheben, insbesondere durch den Einsatz eines EVG mit geeigneter Kapazität des Glättungskondensators für den gleichgerichteten Strom am Eingang des Wechselrichters.

Aber dass die Hersteller versuchen zu sparen und die Geräte nicht mit Kondensatoren der erforderlichen Kapazität ausstatten, ist etwas enttäuschend.

Haushalts-Leuchtstofflampenmodule fühlen sich am wohlsten, wenn die Umgebungstemperatur zwischen +5 und +35 °C liegt. Wenn das Thermometer niedrigere Werte anzeigt, wird das Starten des Geräts erheblich erschwert und die Betriebsdauer deutlich verkürzt.

Der Bedarf an einem zusätzlichen Startgerät mindert die Beliebtheit der Lampen ebenfalls etwas. Sie benötigen entweder eine übermäßig laute und ziemlich sperrige Drossel mit einem unzuverlässigen Starter oder ein fortschrittlicheres EVG mit Leistungsanpassungsfunktion, das jedoch viel Geld kostet.

Eine weitere Schwachstelle der Leuchtstofflampen ist die hohe Empfindlichkeit gegenüber dem Einschalten. Während der direkten Aktivierung der Lampe verbrennt und bröckelt eine spezielle Beschichtung auf den Elektroden ab, die die Entladungsstabilität gewährleistet und den inneren Wolframfaden vor Überhitzung schützt.

Ständiges Ein- und Ausschalten verkürzt die Lebensdauer des Geräts erheblich. Zudem tritt ein für das Auge wahrnehmbares, störendes Flackern auf, und die Ränder des Lampenkolbens verdunkeln sich und verlieren an Ästhetik.

Chemische Gesundheitsgefahr

Einer der Hauptnachteile von Leuchtstofflampen ist die chemische Gefahr. Die Lampenkolben enthalten hochgiftiges Quecksilber, dessen Menge zwischen 1 und 70 mg schwankt.

Die Dämpfe dieses Stoffes können die Gesundheit von Personen schädigen, die sich ständig in Räumen aufhalten, die mit Leuchtstofflampen beleuchtet werden.

Die Unversehrtheit einer ausgedienten Lampe darf nicht verletzt werden, da sonst giftiges Quecksilber in die Umwelt gelangt. Für eine nicht genehmigte Entsorgung ist ein Bußgeld vorgesehen. Daher ist es besser, das Produkt an ein Zentrum zu übergeben, das sich mit der Verwertung von für Natur und Mensch gefährlichen Stoffen befasst.

Wenn das Modul defekt ist, darf es auf keinen Fall zerbrochen oder in den normalen Hausmüll gegeben werden. Sie müssen es gemäß den Normen und Vorschriften entsorgen, die in der geltenden Gesetzgebung klar festgelegt sind.

Zum Beispiel zu Deponien bringen, wo giftige Materialien von der Bevölkerung zur ordnungsgemäßen Vernichtung oder Verwertung angenommen werden.

Vergleich mit anderen Lichtquellen

Leuchtstofflampen unterscheiden sich erheblich sowohl von den veralteten Glühlampen als auch von den fortschrittlichen LED-Lampen.

Im Vergleich zu Ersteren verbrauchen sie 5-mal weniger Strom und bieten dabei die gleiche Lichtstromstärke. Den LED-Geräten sind sie jedoch hinsichtlich der Leistung in Kombination mit dem Energieverbrauch etwas unterlegen.

Die Tabelle zeigt anschaulich in Zahlen, wie viel vorteilhafter es ist, anstelle der traditionellen Edison-Glühlampen modernere Lichtquellen für eine hochwertige Beleuchtung zu verwenden.

Allerdings brennt eine Glühlampe während der gesamten Betriebsdauer mit der gleichen Intensität, während Leuchtstofflampen aufgrund des Ausbrennens der inneren, UV-reflektierenden Schicht an Sättigung verlieren.

LED-Produkte werden im Laufe der Nutzung durch die Degradation der Arbeitsdioden etwas stumpfer. Bei einigen Modellen ist es möglich, die Helligkeit der Beleuchtung mit einem Dimmer einzustellen.

Bei Glühlampen oder Leuchtstofflampen ist diese Funktion nicht vorgesehen. Dieser praktische Modus ist bei LED-Geräten jedoch nicht kostenlos und muss extra bezahlt werden.

Hinsichtlich der Konstruktionsanfälligkeit sind Glühlampen und Leuchtstofflampen ähnlich, da sie einen Glaskolben haben. LED-Module sind in dieser Hinsicht widerstandsfähiger gegen Stöße und mechanische Beschädigungen. Auch das Fehlen von schädlichen oder giftigen Elementen im Inneren macht sie für den Heimgebrauch deutlich attraktiver.

Glühlampen verursachen die höchsten Kosten über die gesamte Betriebsdauer. Leuchtstofflampen verbrauchen Energie in vernünftigem Rahmen, während LEDs die Möglichkeit bieten, die Kosten auf ein Minimum zu senken.

Was die finanzielle Seite betrifft, ist die Glühlampe zunächst die günstigste. Angesichts ihrer Lebensdauer von nur 1.000 Stunden kann man dies jedoch kaum als eindeutigen Vorteil bezeichnen.

Der Grundpreis von Leuchtstofflampen ist höher, dafür halten sie aber deutlich länger. Wie seriöse Hersteller angeben, reichen sie für 10.000 bis 15.000 Stunden, sofern die tägliche Anzahl der Einschaltvorgänge 5-6 Mal nicht übersteigt.

LED-Module weisen noch bessere Werte auf, aber für diesen Genuss muss man deutlich mehr bezahlen, was nicht in allen Fällen sinnvoll ist. Jedoch ist der Trend, eine Lichtquelle durch eine andere zu ersetzen, überall zu beobachten. Über die Notwendigkeit des Austauschs von Leuchtstofflampen durch LED-Lampen und die Vorgehensweise bei dieser Arbeit haben wir hier geschrieben.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Nach welchem Prinzip arbeiten Leuchtstofflampen? Eine ausführliche Erklärung aller Feinheiten der Funktionsweise sparsamer und energieeffizienter Beleuchtungsgeräte:

Worin bestehen die wesentlichen Unterschiede zwischen Leuchtstofflampen und einfachen bzw. herkömmlichen Glühlampen? Ein Vergleich von Leistung, Lichtstrom und Energieverbrauch zweier moderner Beleuchtungsprodukte:

Was sind kompakte Energiesparlampen vom Leuchtstofftyp? Wie funktionieren sie, wie viel Watt verbrauchen sie und wofür werden sie verwendet:

Ein Leuchtstoffgerät ist eine praktische Alternative zur klassischen Glühlampe. Mit seiner Hilfe kann man Räume jeder Größe mit einem hochwertigen Lichtstrom versorgen und dabei den Energieverbrauch senken. Es hält lange und bereitet den Besitzern keine nennenswerten Probleme.

Wenn die Lampen ausgedient haben, müssen sie entsorgt und durch neue, fortschrittlichere Module ersetzt werden.

Welchen Lampentyp bevorzugen Sie und was halten Sie von Leuchtstofflampen? Teilen Sie anderen Nutzern Ihre Meinung mit, erzählen Sie, worin Sie die Hauptvorteile von Leuchtstofflampen sehen und was für Sie persönlich ein wesentlicher Nachteil dieser Geräte ist.

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