Gasentladungslampen – LED-Alternativen auf dem Markt

Gasentladungslampen sind mittlerweile auch in Form von LED-Gasentladungslampen erhältlich und folgen damit dem Trend der Zeit. Bei diesen Lampen wird das Licht durch Entladungsvorgänge in Gasen oder Metalldämpfen sowie durch die Umwandlung von Strahlung in Leuchtstoffen produziert.

Wie funktionieren die Gasentladungslampen?

Die klassischen Gasentladungslampen folgen einem einfachen Prinzip: Sobald Strom durch die Gase fließt, kommt es zur Gasentladung. In der Regel kommen Edelgase, wie Neon, Xenon oder Argon bei diesen Leuchten zum Einsatz. Auch Metalldämpfe kommen infrage. Während der Gasentladung wird zudem Strahlung abgegeben, wobei das Spektrum der Strahlung ebenso wie die Lichtfarbe vom verwendeten Gas abhängig sind. So geben Gasentladungslampen mit Neon rötliches Licht ab, während Natriumdampf für gelbliches Licht sorgt. Quecksilberdampf dagegen gibt blaues Licht ab.

Für die Gasentladungslampen spielt zudem die Stoßionisation eine große Rolle. Wenn an die Elektroden eines Rohres, das mit Gas gefüllt ist, eine Spannung angelegt wird, so sorgt dies dafür, dass sich die freien Elektronen vom Gas hin zur positiven Elektrode bewegen. Diese Bewegung ist es, die dafür sorgt, dass die freien Elektronen mit Gasatomen zusammenstoßen. Wenn die angelegte Spannung groß genug ist, erreichen die Elektronen eine so hohe Bewegungsenergie, dass sie ein oder mehrere Elektronen aus dem Gasatom herausschlagen, mit dem sie zusammenstoßen. Das Atom wird so zum positiv geladenen Ion, so dass weitere freie Elektronen und Ionen entstehen. Das Gas wird somit leitend.

Strombegrenzung mittels Vorschaltgerät wichtig

Die so entstandenen freien Elektronen werden durch die Spannung ebenfalls beschleunigt. Dadurch erhalten sie selbst eine hohe Bewegungsenergie, was dazu führt, dass sie ihrerseits weitere Elektronen aus den Gasatomen herausschlagen, so dass eine Kettenreaktion entsteht. Während dieser verringert sich der Widerstand des Gases deutlich. Der Strom würde dadurch immer weiter ansteigen und langfristig die Lampe zerstören. Deshalb ist eine Strombegrenzung bei Gasentladungslampen besonders wichtig. Hierfür wird ein Vorschaltgerät benötigt. Für Leuchtstofflampen gibt es beispielsweise eine Strombegrenzung mittels Drosselspule.

Das eigentliche Licht entsteht bei Gasentladungslampen durch die Strahlungsenergie, die sich bildet, wenn die freien Elektronen weitere Elektrone aus den Gasatomen herausschlagen. Diese Strahlung besteht aus ultravioletter Strahlung und sichtbarem Licht. Erstere kann allerdings vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Trotzdem werden auf der Kolbeninnenwand Leuchtstoffe, wie etwa Wolframat, Silikat oder Phosphat aufgebracht, um die Wellenlänge der UV-Strahlung zu erhöhen.

Welche Gasentladungslampen gibt es?

Mittlerweile kennt man eine ganze Reihe von Gasentladungslampen. Bekannt sind vor allem die Hochspannungsröhren, die auch als Neonröhren bekannt sind. Sie sind mit Edelgasen, Quecksilberdampf und Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid gefüllt. Die Neonröhren sind auch in großen Längen bis zu drei Metern erhältlich und werden mit Spannungen zwischen 6.000 und 9.000 Volt betrieben. Die Brenndauer beträgt bis zu 10.000 Stunden, allerdings werden diese Neonröhren heute vorwiegend im Bereich der Reklamebeleuchtung genutzt.

Die so genannten Natrium-Dampflampen und Quecksilber-Dampflampen sind mit Quecksilberdampf oder Natriumdampf gefüllt. Die Entladung wird mit Hilfe eines Zündgases eingeleitet. Ebenfalls bekannt sind Leuchtröhren oder Fluoreszenzlampen, die als Gasentladungslampen angeboten werden. Die während der Entladung erzeugte ultraviolette Strahlung regt anorganische Chemikalien zum Leuchten an. Zu diesen Chemikalien gehören etwa Magnesium-Wolframat, Cadmiumborat oder Zinksilicat. Die auch als Fluoreszenzstoffe bezeichneten Stoffe werden in Form eines feinkörnigen Pulvers auf die Röhreninnenwand aufgetragen.

LED-Gasentladungslampen

Klassische Gasentladungslampen, die mit giftigen Stoffen, wie Quecksilber versehen sind, dürfen heute nicht mehr in den Handel kommen. Deshalb haben sich die Hersteller Gedanken gemacht und bieten mittlerweile auch LED-Gasentladungslampen in allen Varianten an. Sie bieten eine höhere Energieeffizienz und eine lange Lebensdauer. Außerdem entfallen in aller Regel Wartungs- und Ersatzkosten.

Quelle: wissen.de