Antwort auf die Eingangsfrage Warum werden Glühlampen durch kalte Lichtquellen ersetzt? Ab 1877 befasste sich THomas Alva Edison (1847–1931) mit der Glühlampe. Er experimentierte mit Pappe, Holz, Seidenfasern und Baumwolle, die er passend zuschnitt und anschließend verkohlte. 1879 hatte er eine Lampe mit Glühfaden aus Bambusfasern fertiggestellt, die 2 Tage leuchtete. Als Edison die verkohlten Fasern mit Kohlenwasserstoff haltbar machte, erreichte er 300 Brennstunden und mehr. Edison erfand auch die Schraubfassung, die heute noch verwendet wird. Die Metallfadenlampe wurde 1898 vom österreichischen Chemiker und Erfinder carl Auer von welsbacH (1858–1929) zum Patent angemeldet. Ihre dünne Wolframwendel in einem mit Stickstoff oder Edelgas (Argon, Krypton) gefüllten Glaskolben wird durch den Stromfluss ca. 2 500 °C heiß und weißglühend. Der Draht ist nur ca. 0,03 mm dick, hat eine Länge von etwa einem Meter und ist gewendelt (92.2). In den Glaskolben darf kein Sauerstoff gelangen, da die Wolframwendel verbrennen würde. Aus dem feinen Wolframdraht dampfen Atome ab, sodass der Draht immer dünner wird und nach etwa 1000 Betriebsstunden „durchbrennt“. Da die Glühlampe nur etwa 5 % der zugeführten elektrischen Leistung in Licht umwandelt und ca. 95 % als Wärme abgibt, wurde sie nach über 100 Jahren durch effizientere Lichtquellen ersetzt. Die Halogenlampe ist eine Glühlampe, bei der das Füllgas einen Halogenzusatz (Iod) enthält. Von der Glühwendel abgedampfte Wolframatome bilden mit Iod eine chemische Verbindung, die an der heißen Glühwendel wieder zerfällt und dort Wolframatome abscheidet. Dadurch verdoppelt sich die Lebensdauer der Lampe. Der Glühfaden ist heißer, dadurch ist die Lichtausbeute besser. Ab 2009 wurde der Vertrieb von Glühlampen in Europa verboten. Kurzfristig wurden sie durch sog. Energiesparlampen (Kompakt-Leuchtstofflampen) ersetzt, die jedoch Quecksilber enthalten und dadurch die Umwelt gefährden. Quecksilberfrei sind LED-Lampen. Gegenüber einer gleich hellen Glühlampe sparen sie etwa 85 % an Energie ein. LED-Lampen, die 230 V-Glühlampen ersetzen, enthalten im Sockel ein Elektronik-Netzgerät und dürfen nicht als Hausmüll entsorgt werden. 92.1 Eine Glühlampe wandelt nur ca. 5 % der zugeführten Energie in Lichtenergie um. 92.2 Der Faden einer Wolfram-Glühlampe ist eine doppelt gewendelte Drahtspirale. 92.3 EU-Label für Energieeffizienz. Was bedeuten die Buchstaben A … G? Informiere dich! 1 E3 Baue aus Steckteilen der Versuchskästen „Elektrizität“ (Batterie, Lämpchen, Kabel, Schalter) einen einfachen Stromkreis und erkläre möglichst genau, was geschieht, wenn du den Stromkreis schließt. 2 S1 Vergleiche den in Aufgabe 1 gebauten Stromkreis mit dem Stromkreis eines Haushalts. Erläutere dies modellhaft, indem du deinen Stromkreis durch weitere Lämpchen erweiterst. 3 E2 Baue aus Steckteilen der Versuchskästen „Elektrizität“ einen einfachen Stromkreis und miss Spannung und Stromstärke. Erläutere, was man unter diesen Begriffen versteht. 4 W4 Erkläre anhand des Experiments von Aufgabe 3 das Ohm’sche Gesetz und seine Grenzen. 5 E3 Baue in den Stromkreis ein weiteres Lämpchen ein und erläutere, was geschieht. 6 E2 Wiederhole die Messung von Experiment 90.1 mit einem Glühlämpchen. Fasse die Ergebnisse zusammen. 7 S1 Erstelle eine Tabelle mit allen Lichtquellen, die du bei dir zu Hause findest und untersuche, ob du kaputte Leuchtmittel tauschen kannst oder die ganze Lampe neu kaufen musst. Benötigst du alle Lichtquellen bei dir zu Hause oder könntest du einige davon einsparen? Recherchiere, wie du gebrauchte Leuchtmittel richtig entsorgst. Weiterführende Fragestellungen 92 E-Lehre Praxis und Vertiefung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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